автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Ограничение динамических нагрузок электромеханических систем группы общепромышленных механизмов на металлургических предприятиях

~ од

5 зя ш

На правах рукописи

Теличко Леонид Яковлевич

ОГРАНИЧЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ГРУППЫ ОБЩЕПРОМЫШЛЕННЫХ МЕХАНИЗМОВ НА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Специальность 05.09.03 - электромеханические комплексы и системы,

включая их управление и регулирование.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2000

Работа выполнена на кафедре электропривода Липецкого государственного технического университета

Научный консультант -

Доктор технических наук, профессор Ключев В.И.

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Терехов В.М. Доктор технических наук, профессор Беспалов В.Я. Доктор технических наук, профессор Шакарян Ю.Г.

Ведущая организация -

АО «Новолипецкий металлургический комбинат»

Защита диссертации состоится «¡9 » мая 2000 года в /У час ОО мин в ауд. М-214 на заседании Диссертационного Совета Д-053.16.04 Московского энергетического института (технического университета) по адресу: 111250, ул. Красноказарменная, д. 13, корпус М.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим присылать по адресу: 111250, ул. Красноказарменная, д. 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института.

Автореферат разослан «_» 2000 г.

Ученый секретарь

Диссертационного Совета Д-053.16.04

кандидат технических наук, доцент

:3- 5-04 8.2,0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Из всего многообразия общепромышленных механизмов, работающих на металлургических предприятиях, выделим группу механизмов, для которой особенно остро стоит проблема чрезмерно высокого уровня динамических нагрузок. К этой группе, в первую очередь, следует отнести технологические, ремонтно-монтажные и разливочные мостовые краны, угольные перегружатели, подъемники УСТК (установки сухого тушения кокса), конвейеры имеющие до восемнадцати пусковых степеней и т.д. Основной причиной динамических перегрузок являются интенсивные повторно-кратковременные режимы работы в сложных условиях окружающей среды металлургического производства, при наличии упругих механических связей системы, зазоров и несовершенства системы электропривода. Упругие механические колебания в подавляющем большинстве случаев отрицательно влияют на работу электропривода, вызывая повышение динамических нагрузок, уменьшение точности работы механизма, появление механических вибраций и опасных резонансных явлений. В тоже время исследования показывают, что при определенных сочетаниях параметров, благодаря взаимодействию электрической и механической части, электропривод эффективно демпфирует упругие механические колебания. Поэтому задача анализа и синтеза динамики системы автоматизированного электропривода с упругой связью имеет важнейшее практическое значение. Определение сочетания параметров электромеханической системы (ЭМС), соответствующих максимальной демпфирующей способности электропривода, дает возможность существенно снижать динамические нагрузки двигателей и механизмов и использовать их в процессе проектирования и наладки.

Настоящая работа посвящена как общим проблемам теории электроприводов с упругими связями, так и реализации задачи снижения динамических и электричесшхЙз массовых и ответственных электроприводах на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, имеющих упругие связи и работающих в тяжелых условиях. Для решения этой актуальной задачи требуется детальное изучение условий совместной работы электроприводов и упругих механических систем ряда механизмов. Следует отметить, что традиционные подходы, используемые при создании современных автоматизированных асинхронных электроприводов, построенных по принципам частотного управления, вентильного каскада и др., в сложных условиях эксплуатации металлургического производства при троллейном питании не обеспечивают надежной работы оборудования. До настоящего времени известны лишь единичные примеры практического их использования с большими проблемами при эксплуатации.

В связи с этим решение проблемы повышения работоспособности и улучшения динамических свойств электромеханических систем с учетом сложных, противоречивых и своеобразных требований, предъявляемых к

электроприводам, подъемно-транспортных механизмов, представляет собой сложную и весьма важную для практики задачу.

Цель работы - Развитие теории электроприводов с упругими механическими связями и создание на ее основе простых и высоконадежных систем управления электроприводов, обеспечивающих ограничение динамических нагрузок механической части подъемно-транспортных механизмов и повышающих за этот счет их долговечность при интенсивных повторно-кратковременных режимах работы в сложных условиях металлургического производства.

Основным содержанием работы является всестороннее развитие в теоретическом и практическом плане двухмассовых последовательных и параллельных электромеханических систем и определение целесообразности и эффективности применения разработанных электроприводов на различных механизмах.

Методы исследования. В теоретических исследованиях основывались на элементах дифференциального исчисления и теории функций комплексного переменного, корневых и частотных методах теории автоматического регулирования, теории матриц, теории устойчивости движения, теории оптимального регулирования, методах математического моделирования динамических процессов с помощью ЭВМ, экспериментальных исследованиях на лабораторных установках и действующих механизмах. Для реализации этих методов автор опирался на фундаментальные труды отечественных и зарубежных ученных в области автоматизированного привода ЭМС с упругими механическими связями.

Новые научные положения, выносимые на защиту

1. В работе обоснована возможность представления широкого класса механизмов (передвижения и , подъема технологических, ремонтно-монтажных и разливочных мостовых кранов, подъемников УСТК, угольных перегружателей и т.д.) обобщенными расчетными схемами в двух-, трех- и многомассовыми вариантах и показано, что расчетные на основе этих схем динамические нагрузки будут близки к реальным. Результаты анализа динамических нагрузок позволяют выявить требования к электроприводу и обосновать рациональные технические решения.

Показано, что большому числу производственных механизмов соответствуют обобщенные расчетные схемы двухмассовых последовательных и параллельных электромеханических систем при использовании в качестве основы обобщенного уравнения линеаризованной динамической механической характеристики электроприводов постоянного и переменного тока.

2. Установлена однозначная взаимосвязь между непосредственной оценкой демпфирующей способности электропривода с помощью логарифмического декремента и косвенной с помощью коэффициента электромеханической связи. Это позволило с использованием простого математического

аппарата производить анализ и оптимизацию электромеханической связи в сложных замкнутых системах автоматизированного электропривода.

3. Получены универсальные зависимости демпфирующей способности от обобщенных параметров электроприводов для двухмассовой электромеханической системы. Доказано, что максимальное и предельное демпфирование в разомкнутой системе управляемый преобразователь - двигатель и в замкнутой системе при безынерционном преобразователе определяется лишь соотношением инерционных масс, соответствует коэффициенту электромеханической связи, равному единице и не зависит от способа реализации.

Установлено, что в разомкнутом электроприводе с двухмассовой параллельной электромеханической системой с увеличением жесткости механических характеристик демпфирование неограниченно возрастает. В электроприводе замкнутом по разности скоростей двигателей демпфирование возрастает с ростом коэффициента синхронизации даже при абсолютно мягкой механической характеристике.

4. Установлено, что базовые системы электроприводов используемые в ПТМ крупномасштабного металлургического производства, не удовлетворяют требования ограничения динамических нагрузок. Показано, что их снижение может быть осуществлено не только за счет дорогостоящей современной техники, но и при использовании оригинальных решений, основанных на разработанной теоретической базе.

5. На основе сформулированной концепции разработана и исследована гамма электроприводов в двухмассовых последовательной и паршшельной

- система ограничивающая динамические и электрические нагрузки в двигательном и тормозном режимах с асинхронным электроприводом и механической характеристикой экскаваторного типа на основе принципиально неуправляемых вентильных схем и индукционных резисторов с явно выраженной нелинейной зависимостью параметров от скольжения и тока нагрузки;

- системы выбора провиса каната в приводах подъема мостового крана, подъемника УСТК за счет уменьшения скорости холостого хода электропривода при ключевом управлении асинхронным электроприводом с вен-тильно-емкостным преобразователем и сниженными бросками моментов;

- адаптивная система двухдвигательного электропривода, изменяющая параметры регулирующих устройств таким образом, чтобы линеаризовать перекос крана, с формированием механических характеристик экскаваторного типа и реализацией требуемой демпфирующей способности;

- система и принцип синхронизации вращения двигателей двухдвигательного электропривода со свойствами электрического вала с основными рабочими машинами и автоматическим включением только в пусковых и

Тлт»А1ТТТТ^ «дм'пчя«

Практическая ценность и реализация работы

Основной практический результат состоит в получении обобщенных универсальных зависимостей позволяющие определять динамические свойства электропривода с упругой механической связью по известным параметрам системы. Это позволило в условиях действующего крупномасштабного металлургического производства выявить причины неэффективной работы группы подъемно-транспортных механизмов. Разработаны инженерные методы и технические средства оптимизации электроприводов с упругой механической связью по критерию минимума колебательности в переходных процессах. Созданы предпосылки промышленного внедрения в России новых систем электроприводов, позволяющих ограничивать динамические нагрузки для группы подъемно-транспортных механизмов, работающих в сложных условиях металлургического производства при троллейном питании; экспериментально подтверждена их эффективность.

Реализация и внедрение результатов

Использование теоретических и экспериментальных результатов работы ведущим институтом в области подъемно-транспортного машиностроения ВНИИПМАШ и принятое им решение по реконструкции крановых ЭП на основе замены типовых резисторов на индукционные резисторы позволило модернизировать системы электроприводов в копровом цехе АО «НЛМК» на пятидесяти четырех механизмах передвижения и главных подъемов технологических кранов. В ЛПЦ-3 АО «НЛМК» внедрены три схемы регулируемого асинхронною ЭП на механизмах главных подъемов и передвижения тележки с импульсно-ключевым управлением ремонтно-монтажных кранов.

Разработанные методы расчета и оптимизации параметров ЭП крановых механизмов, выполняемые по координационному плану Минчермета под руководством автора, используется в практике проектирования при модернизации ЭП механизмов кранов следующими металлургическими предприятиями: АО «НЛМК», ОАО ЛМЗ «Свободный сокол», Таганрогским заводом, АО «Центролит», АО «Трубный завод», АО «Липецкий тракторный завод» и могут найти применение организациями других отраслей. Результаты также используются в учебном процессе в виде лекций, курсовом и дипломном проектировании, лабораторных работах в ЛГТУ и ряде других учебных заведений.

Апробация работы. Основные положения докладывались и обсуждались на Всесоюзных конференциях по автоматизированному ЭП (Баку, 1972; Таллин, 1975; Алма-Ата, 1983; Воронеж, 1987); на Всесоюзной научно-технической конференции «Динамические режимы электрических машин и электроприводов» (Днепродзержинск, 1985); на Всесоюзном научно-техническом совещании «Регулируемые электродвигатели переменного тока» (Владимир, 1987); на восьмой Всесоюзной научно-технической конференции «Состояние, проблемы и перспективы энергетики и технологии в электростроении» (Иваново, 1989); на второй Всесоюзной научно-

интенсивном износе элементов механизмов кранов и подкрановых конструкций. Поэтому более детально рассмотрены нагрузки, действующие на мост и подкрановые конструкции.

Анализ режимов работы крановых механизмов на АО «НЛМК» и литературных данных по проблемам долговечности механизмов и подкрановых конструкций показывает, что основной причиной преждевременного выхода из строя оборудования является высокий уровень динамических нагрузок, имеющих место при передвижениях крана со смещением тележки к одной из опор, особенно при пусках, реверсах и торможениях, что является основной причиной образования трещин и разрушения элементов механизмов и металлоконструкций.

Основными причинами неисправностей электрооборудования являются тяжелые условия работы: сильная запыленность, причем пыль электропроводная (металлическая, угольная), высокая влажность, загазованность, температура окружающей среды с ее резкими колебаниями по длине пролета (от -30°С до +65°С), большая интенсивность работы, характеризующая тем, что на технологических кранах в отдельные 2-3 часа в сутки ПВ% достигает 70%,при частоте включений в час до 450.

Поэтому двигатели очень часто выходят из строя из-за их перегрева. Вследствие этого, стоит задача простыми средствами сформировать характеристику, позволяющую ограничивать броски тока при пуске и торможении. К сожалению, серийно выпускаемые схемы частотного, АВК и фазового управления АД не удовлетворяют условиям металлургического производства. Громоздкие схемы управления сложны в поисках неисправностей, поэтому оказались малонадежны в условиях трясок, вибраций и троллейного питания.

Известно, что на АО «НЛМК» работает около 1000 единиц мостовых кранов, на которых более чем в 99% случаев установлены базовые системы электроприводов - релейно-контакторные системы АД с фазным ротором.

В виду этого, перспективным представляется использование в таких электроприводах систем импульсно-ключевого управления АД, работающих на механизмах передвижения ряда предприятий, а также системы АД с индукционными резисторами.

На основании проведенного анализа, для применяемых электроприводов составим расчетные электромеханические схемы, с учетом того, что для большинства механизмов механическая часть может быть представлена в виде двухмассовой последовательной ЭМС (рис.1).

Уравнение динамической характеристики электропривода М=Г (со)^) с достаточным приближением можно представить:

М = М0-(Ц-Тэ^, (1)

ш

где МКз - установившийся момент короткого замыкания;

и^сопз!

а) Система АД с фазным ротором.

ш рилг^

о-

- У

о-

".1

в) Система ИТ-Д.

б) Система УП-Д.

ООО

<»о=/<№Ф>'0

и,-м ^

и1=/(о>()

и

\м12

м,-

о

г) Система частотного управления. Рис. 1. Двухмассовые последовательные ЭМС

р - жесткость статической механической характеристики; Тэ - электромагнитная постоянная времени. Такую же динамическую механическую характеристику, при приемлемых для инженерных расчетов допущениях, имеет целый ряд различных электроприводов. Прежде всего, уравнение (1) соответствует разомкнутой системе

УП-Д (управляемый преобразователь — двигатель) при постоянном потоке двигателя.

В этом случае:

Мк.з=~епр; Ц = (2)

КЯХ КЯ2) КЖ

где с - постоянные ЭДС и момента двигателя; епр - ЭДС преобразователя; Кя! . ^ят - суммарные сопротивление и индуктивность рассеяния якорной цепи.

Такой же вид имеет уравнение динамической характеристики системы УП-Д, замкнутой безынерционной жесткой обратной связью по скорости. При этом изменяется жесткость статической характеристики:

Р=™(1 + к'ос); (3)

К-ж с

где ку, кос _ коэффициенты усиления преобразователя и жесткой обратной связи по скорости.

В системе УП-Д, замкнутой безынерционной гибкой связью по току (ко-), изменяется только эквивалентная постоянная времени Тэ = Тя + кгг Жесткая обратная связь по току (коТ) изменяет следующим образом все параметры уравнения (1):

Р=КЖ(1^Г) ;Т' = 1ТЙ>7'где (4)

К уравнению (1) можно привести динамическую механическую характеристику в замкнутой системе «источник тока — двигатель» (ИТ-Д), с обратной отрицательной связью по скорости, если пренебречь гистерезисом, вихревыми токами и насыщением магнитной цепи двигателя, то параметры уравнения (1) запишутся:

р = кукфкк0С1Я! . ТЭ=ТВ, (5)

гв

где Тв = — - постоянная времени обмотки возбуждения двигателя;

г,

в

Ф М

кф = — - коэффициент кривой намагничивания; К =

1«Ф

и

Известно, что уравнение (1) с известным приближением представляет и динамическую механическую характеристику АД в области малых скольжений (э <эн), причем коэффициенты уравнения выражаются через параметры АД:

2МК _ ^ 1

2МК мкз=-К-

Р = -

со

тэ=-

Оэл°К

СО

(6)

Оэл К

где зк - критическое скольжение; Мк - критический момент двигателя; ш 0эл - синхронная частота вращения

Наконец, уравнение (1) справедливо для всех двигателей с линейной и линеаризованной механической характеристикой при пренебрежении электромагнитной инерцией двигателей.

Вышеизложенное свидетельствует о том, что уравнение (1) может служить основой для обобщенного анализа динамических свойств двухмассовой ЭМС применительно к широкому классу электроприводов постоянного и переменного тока.

С учетом (1), движение исследуемых систем (рис.1) описывается следующими уравнениями:

Мю -рю, -Т.

М,

ам

• мс2 = 12

<1М .. т <к),

--мг, =1, —- +

л л

ска,

А

12

л

= сп(со1-о2)

(7)

где М12 - момент нагрузки упругой механической связи;

МС|, Мс2 - постоянные моменты нагрузки на валу первой и второй масс; с12 - жесткость упругого элемента. Электромеханическая расчетная схема механизмов передвижения моста приведена

9 9 9

и^сог^

И0=СОП81

9 9 9

1)1=сопз1

(В0=СОП51

Рис.2. Система АД с ФР для привода передвижения моста

на рис.2. Как видно, в этом случае имеет место схема с принципиально другой механической частью, а именно,

двухмассовая параллельная ЭМС. Ее динамические особенности анализа и синтеза рассмотрим отдельно.

Во второй главе показана необходимость разработки критериев для прямой и косвенной оценки демпфирующей способности автоматизированного электропривода, в зависимости от степени электромеханической связи, анализ которой позволил бы выявить влияние параметров электропривода на демпфирующую способность.

Применение общей теории регулирования для анализа и синтеза электромеханических систем, с помощью инженерного метода по желаемой ЛАЧХ, широко известны в технической литературе. Однако для систем с упругими механическими связями, из-за сложности объекта управления, при любых сочетаниях обратных связей автоматизированного электропривода, применение этого метода не позволяет получить обобщенного анализа их свойств, синтеза и оптимизации по критерию минимума колебательности в переходных процессах. Поэтому в качестве прямой оценки колебательности ЭМС в переходных процессах целесообразно принять логарифмический декремент Х = 2ка/С1, где а,С1 - действительная и мнимая части той пары комплексно-сопряженных корней, которая дает наименьшее затухание колебаний

Особый интерес для сложных систем с упругими механическими связями представляет анализ возможностей демпфирования упругих механических колебаний автоматизированным электроприводом, установление количественных связей колебательности электромеханической системы с параметрами электропривода, оптимизация динамических свойств в целях достижения требуемого качества переходных процессов.

Исследуем демпфирующую способность обширного класса электроприводов, которые имеют двухмассовую последовательную ЭМС, представленную на рис. 1 (а, б, в, г), динамика которой описана системой уравнений (7).

Во многих практических случаях исследуемый объект описывается дифференциальным уравнением третьего порядка. В частности, если пренебречь электромагнитной инерцией, то можно получить характеристическое уравнение, коэффициенты которого выражены через обобщенные параметры ЭМС.

В случае Тэ = 0 характеристическое уравнение примет вид:

у¥(р)р3+ур2+уУ(р)р + 1 = 0. (8)

В указанных случаях для логарифмического декремента можно получить следующее аналитическое выражение:

2л л/а + Уа2 + В3 +^/а-Уа2+В3 +2 ,

^ \1А+УАЧ В^ - \/А - л/АЧ ВТ коэффициенты А и В запишутся:

Y-3,

A = 4,5-L— Q*T£, -1 = 4,5-i--i[T(x)]2 -1; У-1 У

B = 3T^Qf2-l = 3mx)]2-l где ^(х) = Тма,2 - варьируемый параметр; Тм =Тм0р; Ql2 = Q(

V Y-1'

Рассматривая (9) и (10) можно установить, что максимум логарифмического декремента при Тэ = 0 зависит только от соотношения моментов инерции у.

На рис.3 сплошными кривыми представлены зависимости /l = f(TM) для ряда значений Q0 = const и у = 3,5. Рассматривая эти зависимости, легко убедиться, что максимум демпфирующей способности определяется только величиной у и, как показывают расчеты, не зависит от частоты свободных колебаний П)2 и Q0. Поэтому построенная на рис.4 зависимость Хопт = f(у) является универсальной и позволяет весьма просто судить о максимальной демпфирующей способности ЭП по соотношению моментов инерции, которую можно выразить аналитически:

• ^оиг = 0,09у2 + 0,б8у - 0,77. (11)

Из рис.4 видно, что эффективное демпфирование колебаний имеет место лишь в электроприводах механизмов, у которых у>2 при этом

^оп-Г*!-

Учет электромагнитной постоянной времени Т3 исследуемой системы целесообразно начать с многочисленной группы производственных механизмов, обладающих повышенным момен-

о'

1 г- и • /' \ f' V" 2 1 * \ У Г 3 \ \ 4 r=W у 1Д'—О0 = Ц75рад / с

г 7 X \ 3У \ % 4'Л У / 3,3' - fi<j = 0,5рад/с 4,4'-По = 0,Зрад/с

/ 7 * у * \ У « ч ч ч

/ /% j % /ч. * ж ж* * \ ч Х»^ ч V

Щ „

- 41 У—',;•—

Тм, с

Риб.З. Зависимости Х=ДТМ); пунктирные линии кзс=Г(Тм)

том инерции с у > 5.

При этом динамические свойства двухмассовой системы практически отличаются

не отличаются от соог ветствующих свойств системы с у =<я, т.е. од-номассовой с жесткой заделкой вала механизма. И в этом случае совместное решение системы уравнений (7) позволит получить также характеристическое уравнение третьего порядка, и X следует рассчитывать по (9) с учетом того, что выражение для коэффициентов А и В запишутся в виде:

Хвпт-К©)

к

: о е —гг

Рис.4. Универсальные зависимости оптим&чьного демпфирования

0р3 + Ч"(р)р2 + (1 + ©)р+ ^'(р) = 0 1-20 „ _ 1 + ©

А = 4,5;

В = 30;

где Т. =

Т

эо

Ир)]2 ' ~~ [ч^(р)]2 = Тмор; Ч"(р)=Тм0рО0;

(12)

(13)

(14) обобщен-

р - сопротивление в относительных единицах; © = ТэТмО0 ный параметр.

Анализируя (9), (13) и (14) можно установить, что максимум логарифмического декремента при у > 5 зависит только от обобщенного параметра

© = тэтмо*.

На основании полученных с помощью ЭВМ Л = £(р) при различных значениях тэ0, тм0 и О0, можно построить универсальную зависимость ^•опт = = (рис.4), которую можно, как и в предыдущем

случае, представить в виде:

^опг = 3,20 - 6,8© + 5,1.

(15)

Таким образом, электромагнитная инерция при у = со является фактором, ухудшающим демпфирование, поэтому при 0 > 2 реализовать эффективное затухание электромеханических колебаний затруднительно.

Для автоматизированного ЭП особый интерес представляет косвенная оценка с помощью коэффициента электромеханической связи кэс, предло-

женного профессором Ключевым В.И. (МЭИ), общее выражение для которого получим в виде:

1

^эс -

ПГа(Тп-к;2Г +

т^т2я?2 + п22[(тэ + тп+к;т)

--- (1б)

- 2тптэо++ к'12>+а++ к;2)2 ]

Следует заметить, что в реальных системах автоматизированного электропривода, как правило, используется ограниченное число обратных связей и при этом выражение для кэ с. приобретает весьма простой вид, анализ которого не составляет труда.

На рис.3 пунктирными кривыми построены зависимости кэс = ДТМ) при соответствующих параметрах (Тп = коС = к\г = к^ = к'от = 0):

кэс=-1- = = (17) эс у ТМП,2 ¥(х)

Сравнивая кривые кзс = Г(Тм) с Х, = Г(ТМ), при одинаковых обобщенных параметрах, на рис.3, можно убедиться, что значения кзСопт, соответствующие максимуму X, не зависят от частоты О0, что свидетельствует об однозначной зависимости между динамическими свойствами системы и степенью электромеханической связи. Значения кЭСоггг так же, как и Л01ГГ, зависят только от у. Это обстоятельство позволяет построить универсальную зависимость кЭСопт=Ду), соответствующую зависимости Ха,и = (рис.4).

При этом кривую кЭСопт = Цу) опишем соответствующим уравнением:

кэсоят =0,0044у2+0,07у + 1,1. (18)

Коэффициент электромеханической связи для случая 12->со, т.е. у » оо, представляется выражением:

кэс=—?--г 1 - = ,_ 1 (19)

тмо^о 7р2 + т20а02 у/т*)}2 + ©2

Следует отметить, что и в этом случае, благодаря зависимости кэс = ^р), удается установить однозначную связь между и соответствующими значениями кЭСопт. Это обстоятельство дает возможность построить универсальную зависимость кЭСот = Ц0), представленную на рис.4, которую можно описать уравнением:

кЭс.опт = 0,430 2 -1,50 +1,5. (20)

В общем случае, когда пренебрежение электромагнитной инерцией недопустимо Т>0, а инерционные массы сопоставимы у=£оо, на основании сис-

темы уравнений (7) характеристическое уравнение может быть представлено в виде:

у0р4 + у¥(х)р3 + у(1 + ©)р2 + yvF(x)p + 1 = 0. (21)

Из (21) видно, что и в этом случае при данном значении у имеется общий, обобщенный параметр ТЭОТМОГ^2, от которого зависят динамические свойства колебательной системы.

Для получения универсальных зависимостей, с помощью (21) был рассчитан ряд кривых X = f(p) при у = 1,5; 2; 2,5; 3,5; 5; 7; 10; да. При этом величины А.м во многих случаях превосходят величины ранее полученных оптимальных значений при Тэ = 0 и тех же значений у. Этот эффект проявляется при малых у, когда создаются условия, при которых электромеханическая связь существенно ослабляется малостью механической инерции механизма. В этой области вызываемое наличием Тэ увеличение колебательности электрической части системы увеличивает её реакцию на механические колебания второй массы и, тем самым, создает условия для более эффективной передачи энергии механических колебаний в якорную цепь, где она и поглощается в виде тепла.

По (21) были произведены многочисленные расчеты к - f(p) при у = const, по которым были построены зависимости максимальных логарифмических декрементов в функции от ©, т.е. Хм = f(©).

В соответствии с (16) получим, для соответствующего случая, выражение коэффициента электромеханической связи:

— . .. — — ------------ --------, (22,)

ТМ<Л2 Vp2 + Т20Q?2 VtT'(p)]2 + 02

где ^'(р)- варьируемый параметр.

Для тех же значений и тех же параметров был рассчитан по (22) ряд зависимостей k3C=f(p). По зависимостям X = f(p) и кэс = f(p) были построены универсальные зависимости кэсм = f(T^0,T30,Qf2) = f(©).

Построенные зависимости >~м = f(0) показывают, что при конечных значениях у увеличение обобщенного параметра © = ТЭТиз-за возрастания чпр.ктппмягнитнпй инеппии То может в оттелеленных пределах ПРИ-

водить к увеличению демпфирующей способности привода вплоть до предельного для данного у. Анализируя зависимости А,м = Г(©) при у=соп81, можно заключить, что проведенная через точки максимумов, соответствующих различным у, характеризует предельные значения возможной демпфирующей электропривода в рассматриваемой системе Яп = Г(у), рис..5.

В соответствии с этой кривой, предельная демпфирующая способность и в общем случае зависит только от соотношения инерционных масс у (выше это было показано для частного случая Тэ=0).

Кривая кЭс.„ = пред-

ставляет значения кэс.п, соответствующие предельной демпфирующей способности, и свидетельствует о том, что необходимым условием минимума колебательности электромеханической системы является существенность электромеханической связи (кэс~1).

Полученные универсальные зависимости Хп=Цу) и кэсп = Г(у).

= £(0) и кэс п = ^0) представлены на рис.5.

Описав эти кривые соответствующими уравнениями, получим:

=Г(у) = 0,09у2+2,6у-1,6; (23)

кэсп = «У) = 0,018у2 + 0,3у + 0,5; (24)

Хп = Г(0) = {(ТЯ,ТМ,П^2) = 5,802 -12,60 + 8; (25)

кЭс.п =%) = Г(Тя,Тм,П?2) = О,402-1,20 + 1,4. (26)

Для двухмассовой параллельной ЭМС (рис.2) уравнения движения дополнятся упругим моментом от перекоса крана и уравнениями динамических механических характеристик двигателей при условии, что и ТЭ1=Т,=0.

Для нормированной структурной схемы определим передаточную функцию системы по управляющему воздействию, из которой запишем обобщенное характеристическое уравнение через нормированные значения коэффициентов:

_2

ТМ1ТмгТ5 з тДтм, +Тм2) 2 , тм11+тм2 +т,р Л

ррп) (27)

Корневым методом исследуем (30) демпфирующую способность двух-двигательного упруго-связанного электропривода с помощью логарифмического декремента в функции жесткости механических характеристик (3. Па-

раметры Тм1, Тм2 и 'Г5 соответствуют различным конструкциям крановых механизмов передвижения.

Рассматривая 1 = ф) (рис.6), нетрудно убедиться, что демпфирующий эффект зависит от жесткости механических характеристик. При этом логарифмический декремент X монотонно возрастает при увеличении жесткости механических характеристик, вплоть до получения апериодического переходного процесса. -

Однако реализовать повышение демпфирующей способности за счет увеличения жесткости механических характеристик для приводов передвижения кранов в полной мере не удается из-за применяемых схемных решений.

В третьей главе проанализированы динамические свойства замкнутых систем с упругой механической связью.

Разомкнутая система составляет основу замкнутой системы электропривода, и, в большинстве случаев, ее динамические свойства оказывают определяющее влияние на динамические свойства последней. Учет обратных связей и инерционностей в цепи регулирования осложняет анализ динамики и затрудняет получение обобщенных результатов. В связи с этим, значительный практический интерес представляет использование полученных при анализе разомкнутой системы материалов для исследования динамических свойств и синтеза замкнутых систем электропривода с упругой механической связью. Поэтому в работе были исследованы наиболее распространенные обратные связи, не требующие применения специальных датчиков, к числу которых относятся жесткие и гибкие обратные связи по току якоря (моменту) и скорости вала двигателя.

Характеристическое уравнение и выражение коэффициента электромеханической связи в системе УП-Д с жесткой обратной связью по току при Т3=0 и безынерционном преобразователе на основании (16) будут иметь вид:

уУ(КгУ + УР2 + У^СХ^Р + 1 = 0; (28)

кэс = (1+к'от>г м0пп=^сУ (29)

где Ч<(ОЦ1 + к'от)Тм<А2.

Анализ (28) и (29) для автоматизированного ЭП с жесткой обратной связью по току показал, что ее влияние на демпфирующее свойство аналогично изменению сопротивления якорной цепи. Убедиться в этом можно построив ряд зависимостей X = Дк^) икж= Г(к'от) при аналогичных у.

Учет инерционности якоря проведем для инерционных механизмов. Совместное решение системы (7) позволяет получить характеристическое уравнение и выражение для кэс в следующем виде:

©р3+Ч"(1С У +©р+Р* = о; (30)

кэс=-:-/ 1-=» (31)

тм0о0Л/(1+к'от)2 +т20г^ 4^{Кг))2 +©2 где Ч"(ки) = Тм0(1 + к^)П0; 0 = тмотяоао2.

Установлено, что максимумы логарифмических декрементов зависят только от обобщенного параметра 0 = Тм0Тя0О2, как и в случае разомкнутой системы.

Поэтому построенные универсальные зависимости оптимального демпфирования на рис.4 можно использовать и для замкнутой системы.

Оценку демпфирующей способности замкнутой системы УП-Д при Тп=0; Тэ^0 и конечном значении у будем оценивать по характеристическому уравнению четвертого порядка и выражению для коэффициента электромеханической связи:

У@У + У^'ОС У + т(1 + ©2 )р2 + уЧ"^ )р +1 = 0; (32)

кэс=--, 1 —_1 (33)

тА^+ки)2+т;0п?2 -/йог+®2

где *Р'(к'„) = Тм0 (1 + к'от Х212.

Из выражения (32) видно, что при данном значении у имеет место обобщенный параметр 0 = Тм0Тя0О^, которой определяет динамические свойства системы. И в этом случае проявляются те же свойства, что и для аналогичных условий разомкнутой системы, и имеют такую же однозначную взаимосвязь с коэффициентом электромеханической связи. Анализ полученных результатов для автоматизированного ЭП с жесткой обратной связью по току показал, что влияние ее на демпфирующие свойства аналогично изменению суммарного сопротивления якорной цепи системы 1 + к'от =р.

Инерционность преобразователя существенно влияет на величину электромеханической связи. Для исследования этого влияния был рассчитан ряд зависимостей X = £Хк'0Т) и кэс = Г(к'от). Анализ этих зависимостей показал, что Тп вызывает увеличение динамической жесткости с одной сторо-

ны и сдвиг фаз между колебаниями момента и скорости двигателя с другой. Эти два факта определяют демпфирование при изменении к'от.

Влияние гибкой обратной связи по току исследуем на примере системы УП-Д при безынерционном преобразователе. При этом характеристическое уравнение и выражение коэффициента электромеханической связи будут выглядеть:

уТм (Т, + k„ pfo* + yTMQ12p3 + y[l + (Тя + к^ )TMQf2 У + yTMQnV + 1 = 0 ;(34)

кэс =-р-1-. (35)

Тм^1 + (тя+к 'n)2Qfz

Анализ (34) и (35) показывает, что гибкая связь по току изменяет лишь суммарную электромагнитную постоянную времени Тэ = 'Гя + кп .

Известно, что в реальной системе электропривода электромагнитная инерция является величиной заданной и, вследствие этого, изменять ее до оптимальных значений невозможно. Поэтому свойство гибкой связи по току позволяет в замкнутой системе УП-Д реализовать благоприятное действие индуктивности, особенно это ценно при малых значениях у.

Изложенный анализ динамических свойств системы приведен при условии ТЭ0ТМ0 = const, независимо от изменения жесткости мехянииггк-пй

характеристики электропривода. Это условие не выполняется, например, в системе с безынерционным преобразователем и жесткой обратной связью по скорости, в которой, при изменении коС, эквивалентная постоянная времени Т3 остается неизменной.

Характеристическое уравнение в общем случае запишется в виде:

у©'р4 + ур3 + у[У(кос) + ©']р2 + ур + ^(кос ) = 0, (36)

где 0' = ТэоГ212 - обобщенный параметр;

Т(к'ос) = * + _ варЬИруемый параметр.

При изменении коэффициента обратной связи по скорости от минус единицы до бесконечности варьируемый параметр изменяется от нуля до бесконечности, выявляя максимум логарифмического декремента, который в данном случае зависит от у и 0'. Путем аналогичных расчетов на ЦВМ были получены зависимости Я,м = Г(0') и кэсм = ^0') при у=сопБ1, которые показали, что предельные значения логарифмического декремента Х„ и соответствующие им значения коэффициента электромеханической связи к3.с.п полностью совпадают с представленными на рис.4, 5. Таким образом, было доказано, что возможный минимум колебательности исследуемой системы не зависит от способа изменения ее обобщенных параметров и определяется только соотношением инерционных масс.

Исследования показали, что инерционность преобразователя, играя роль фильтра, при значительных частотах колебаний сохраняет демпфирование разомкнутой системы. Поэтому, в подобных случаях, главной задачей при проектировании является выбор исходных параметров разомкнутой системы ЭП, обеспечивающих существенную (в пределе - оптимальную) электромеханическую связь.

Кривые рис.4, 5 дают полную информацию об искомых оптимальных сочетаниях параметров рассматриваемой системы и могут быть использованы при проектировании электроприводов в следующем порядке. По исходным значениям Тм0 Тэ0 и 0|2 вычисляется значение 0исх] и по кривой Хм=Г(0), соответствующей заданному значению у, определяется возможный максимум логарифмического декремента Я.м.исх при исходной электромагнитной постоянной времени Тэо- Если Хмжх существенно меньше Х„ при данном у, то рассматривается возможность изменения эквивалентной постоянной времени Тэ в направлении увеличения Х=ХП. По новому значению ©ИСХ2 и соответствующей кривой к,см=Я[©) определяется оптимальный коэффициент электромеханической связи кэ с.опт, с помощью его аналитического выражения вычисляется ^опг(х) и находится искомая оптимальная жесткость механической характеристики. Как показано выше, при анализе замкнутых систем эта методика применима во всех случаях, когда уравнение динамической механической характеристики электропривода может быть представлено в виде (1).

Решение задачи оптимизации осложняется в тех случаях, когда электромагнитная инерция преобразователя или цепей управления существенно влияет на динамику системы в области частот электромеханических колебаний. Для системы, замкнутой жесткой обратной связью по току, с помощью (16) удается получить следующее простое выражение оптимального относительного коэффициента обратной связи при Тп^0:

ко.т.опт -Т„Та^о -1. (37)

В более сложных случаях для ориентировочных оценок области оптимальных сочетаний параметров электромеханической системы в соответствии с кривой кзсп=Г(0) на рис.5 может быть использовано условие кэс.п«1. Однако следует иметь в виду, что оно является необходимым, но не достаточным условием высокой демпфирующей способности привода, поэтому выбор параметров таким способом требует проверки полученных динамических свойств системы путем моделирования на ЦВМ.

Кроме того, в работе рассмотрен один из способов снижения колебаний упругого момента в двухмассовой электромеханической системе - формирование фронта момента двигателя. С помощью преобразования Лапласа выведены зависимости амплитуды колебаний упругого момента от параметров системы и длительности фронта при линейном, эспотенциальном и косину-соидальном законах нарастания момента двигателя. Из полученных зависи-

r„ =r.

мб

1

Г,

Х„ =х

Мб

2 У

I',

1

где А~0,35 - коэффициент кривой намагничивания магнитопровода; Г26 -приведенное базовое значение тока; т'иб, х'„6 - базовые эквивалентные сопротивления магнитопровода, определяемые с помощью универсальных кривых.

Электромеханическая и механическая характеристики с учетом того, что базовые значения тока и сопротивления магнитопровода приведены при и упрощенной схемы замещения, примут вид:

и,

Г2 =

1

(ri+r^+C)

+ (x,+x'2+xj2

M

ons

(39)

(40)

Д N

г-й--W-

где гп - активное сопротивление обмоточного провода.

Согласно (39) и (40), разработан итерационный метод расчета Г2 = f (s) и M = f(s) с учетом нелинейности ИР. Расчет механических характеристик в режиме динамического торможения с комбинированным возбуждением проведен с помощью методики универсальных кривых завода «Динамо».

В механизмах передвижения кранов момент инерции поступательно движущихся частей существенно больше момента инерции вращающихся элементов механизма, т.е. J2>Ji и у при номинальном грузе лежит в пределах от трех до пяти. При пусках и торможениях механизма передвижения возникают колебания груза относительно своего положения равновесия.

Проведенные исследования демпфирующей способности с помощью кривых переходных процессов для привода тележки мостового крана с двигателем и обобщенным параметром у=3,45, показали, что на естественной характеристике логарифмический декремент составил Хсст=0,52; оптимизированный А.оп1=3,33; и характеристике АД с ИР ХИр~1,33. Данные результаты

■М-

-W-

Рис.7. Схема однодвигательного АД с ИР с комбинированным возбуждением при ЭДТ.

достаточно хорошо согласуются с универсальной кривой оптимального демпфирования А,0ПТ=Г(у) рис.4 и показывают, что на технологических магнитных кранах демпфирование АД с ИР является приемлемым и составляет А,ир=1+2. Полученные результаты можно распространить и на характеристики динамического торможения с комбинированным возбуждением, т.к. они аналогичны пусковым.

Использование АД с ИР рис.8 в качестве двухдвигательного ЭП передвижения моста в значительной мере упрощает систему управления, улучшает механические характеристики и ограничивает динамические нагрузки на механическую часть привода.

Схема рис.8 соответствует двух-массовой параллельной ЭМС, для которой увеличение жесткости механических характеристик характеризуется ростом демпфирующей способности к. Однако известно, что динамические нагрузки имеют максимальные значения при пусках и торможениях, когда жесткость механических характеристик мала и, следовательно, мало демпфирование. Вместе с тем, ограничение динамических нагрузок будет эффективным, т.к. возмущение по управлению, при со=ЦМ) экскаваторного типа будет иметь место только в начальный момент пуска и торможения.

Таким образом, при самых сложных условиях работы крана, например, при смещении тележки к одной из опор, в режиме наибольших динамических нагрузок, электропривод должен иметь со=Г(1) и ю=£[М) экскаваторного типа, сохранять достаточную демпфирующую способность, а управляемый электропривод должен обеспечить равенство скоростей вращения роторов и тем самым минимизировать перекос крана. Для последней части задачи наилучший результат можно было получить при использовании обратной связи по разности перемещения опор. Поэтому особый инте-

рес в качестве объекта исследования представляет схема двухдвигательного АД с ИР при использовании жесткой обратной отрицательной связи по разности скоростей вращения двигателей, рис.9.

Синхронизация вращения роторов двигателей в ней автоматически поддерживается на уровне, при котором обеспечивается равенство выпрямленных напряжений на выходах мостовых выпрямителей и выполняются условия для параллельной работы мостовых выпрямителей на общую нагрузку. Введение в цепь ротора каждого из них противо-ЭДС, которая зависит от скорости другого двигателя, приводит к перераспределению эквивалентных сопротивлений в роторных цепях, и, как следствие, имеют место изменения механических характеристик обеих двигателей, позволяющих взаимно регулировать угловые скорости двигателей.

Исследуем демпфирующую способность замкнутой системы двухдвигательного ЭП, с рис.9, используя прямую оценку с помощью логарифмического декремента.

Для рис.9 с блоком синхронизации перемещения опор, имеющей обратную связь по разности угловых скоростей, характеристическое выражение на основании структурной нормированной замкнутой схемы для двухмассо-вой параллельной ЭМС запишется в виде:

2),

РС2 + 1)+чО-1)'

-рЧ

^((З + дХТ^ +Тм2; р(12 + 1) + ч(1-1)2

■р +-»

Тм,1 + Тм2+Т5_(2Рд + Р )

ро2+1)+ча-1)2

р + 1 =0.

(41)

Полученные зависимости = пред-

ставленные на рис.10 свидетельствуют о том, что при наличии коэффициента синхронизации q, логарифмический декремент X так же увеличивается с ростом (3,

причем даже при слабой обратной связи q = 0,5; логарифмический декремент при любой жесткости несколько выше, чем при q = 0. Этот факт расширяет пределы возможности системы электропривода, т.к. увеличение демпфи-

Рис.10. Характеристики X - г(р)

рующего эффекта начинается с нулевой жесткости механических характеристик экскаваторного типа.

Выбор обобщенных сочетаний параметров системы, обеспечивающей необходимое значение логарифмического декремента, позволяет сформулировать критерий достаточности коэффициента синхронизации с целью получения приемлемого качества переходных процессов и, таким образом, найти требуемые параметры системы ЭП. В зависимости от объекта и задачи исследования, за достаточное значение логарифмического декремента для механизмов передвижения моста, при максимальной жесткости механических характеристик, следует считать Х>\. В этом случае, практически для всех типоразмеров кранов, при q=2 демпфирующее действие оказывается эффектив-

на основании математической модели разомкнутой и замкнутой систем ЭП на рис. 11 при q=0 показано, что использование ИР вместо многоступенчатых резисторов позволяет осуществлять пуск двигателей

по механическим характеристикам экскаваторного типа и за счет этого снижать максимальные динамические нагрузки в два раза.

Используя обратную отрицательную связь по разности скоростей в ЭП рис.9, получены кривые переходных процессов пуска, характеризующие степень влияния коэффициента синхронизации q на динамические нагрузки крана. На рис. 11 представлена зависимость AM, = f(t), пропорциональная перекосному усилию и характеризующая влияние обратной связи по Асод, т.е. влияние коэффициента синхронизации q. Зависимость перекосного усилия при пуске рис.11 показывает, что, при коэффициенте синхронизации = 2, обратная отрицательная связь по разнице скоростей двигателей Дюд позволяет получить практически апериодический характер переходных процессов, при полном отсутствии перекоса и значительном снижении динамических нагрузок в ферме моста.

Исключить перекос при различных диаметрах ведущих колес Di*D2 можно в том случае, если пройденные ими пути будут одинаковы Si=S2, т.е.

ным.

необходимо согласование частот вращения двигателей подстроечными сопротивлениями, включенными последовательно с мостом. Таким образам, при оптимизации параметров ЭП компенсируются погрешности механической части привода и, соответственно, существенно снижается перекос фермы, а, следовательно, и динамические нагрузки на механическую часть при-

Исследованиями установлено, что динамические нагрузки будут минимальны, если устранить разницу скоростей вращения двигателей, особенно при пусках, реверсах и торможениях с положением тележки у одной из опор. Выполнить эти требования способен двухдвигатель-ный ЭП с электромагнитным валом, схема которого представлена на рис.12.

При подаче питания в обмотках роторов двигателей 1М и 2М наводится ЭДС. В первоначальный момент времени двигатель ЗМ расторможен потому, что тормоз Т мгновенно не включится из-за наличия постоянной времени обмотки электромагнитного тормоза. В результате ротор дополнительного двигателя ЗМ ориентируется в пределах полюсного деления так, что устраняет возможный сдвиг фаз между напряжениями роторов 1М и 2М. После срабатывания электромагнитного тормоза ротор машины ЗМ фиксируется, и двигатель исполняет функцию трехфазного трансформатора, обеспечивающего электромагнитную связь между обмотками роторов двигателей 1М и 2М. Если синхронность вращения нарушается, то возникает фазовое рассогласование между ЭДС роторов рабочих машин и появляются уравнительные токи, которые изменяют соотношение между вращающими моментами двигателей так, что двигатель, имеющий большую скорость, будет притормаживать, а двигатель, имеющий меньшую скорость, будет ускоряться. По достижении приводом рабочей скорости величина напряжения на двигателе ЗМ будет недостаточна для удержания тормоза во включенном состоянии. При реверсе или динамическом торможении с самовозбуждением система с электромагнитным валом работает аналогично пуску. При движении в установившемся режиме с большими перемещениями крана, до ста двадцати метров, наличие электромагнитного вала, даже при незначительных отличиях в диаметрах колес возникают значительные перекосы фермы моста, а следовательно, и упругие напряжения.

вода.

электромагнитным валом

При достижении определенного значения упругого статического напряжения, с отключенным электромагнитным валом, имеет место дискретное самовыравнивание фермы моста. Жесткая связь с помощью электромагнитного вала препятствует этому.

Исследуемая система внедрена в ЛПЦ-З АО «НЛМК» на мостовом кране 50/10 механизма передвижения моста.

Пятая глава посвящена ограничению динамических нагрузок механизмов подъема.

Известно, что основной причиной разрушения металлоконструкций и выхода из строя элементов кинематической цепи привода подъема являются большие динамические нагрузки.

Исследование динамических нагрузок базовой системы электропривода необходимо для того, чтобы выяснить условия, выполнение которых позволит снизить максимальные динамические нагрузки до приемлемого уровня. Наиболее опасный режим для ЭМС - подъем груза «с подхватом» при наличии провиса каната. Ввиду того, что частота свободных колебаний и коэффициенты соотношения инерционных масс сопоставимы, исследования динамики механизма подъема целесообразно проводить на трехмассовой расчетной схеме без учета диссипативных сил. Демпфирующая способность электроприводов подъема большинства мостовых кранов пренебрежимо мала - Хопт<0,5 (т.к. у<1,5), т.е. близка к естественному демпфированию. Приведены математические описания движения трехмассовой ЭМС и механические характеристики ступенчатого пуска при Тэ=0, для которых с помощью ЭВМ получен слабо затухающий переходный процесс с коэффициентом динамичности: в ферме кч3=2, канатах кД12=1,8. С целью увеличения долговечности работы механооборудования в литературных источниках рекомендован коэффициент динамичности кл=1,2ч-1,4. Согласно упрощенному выражению для коэффициента динамичности, 'этим условиям соответствует пониженная скорость при выборе слабины канатов с диапазоном регулирования 3:1.

Провис каната, образующийся перед подъемом груза с земли таков, что наброс нагрузки происходит почти всегда на одной скорости о0, независимо от вида характеристики. Из этого следует, что существующая схема электропривода подъема не обеспечивает возможности снижения динамических нагрузок в ЭМС. Аналогичное заключение можно сделать и по модернизированной системе АД с индукционными резисторами в цепи ротора. Эффективным способом снижения динамических нагрузок, широко применяемым в электроприводах с зазором в кинематической цепи, является закрытие зазора на пониженной скорости.

Ограничение динамических нагрузок при выборе слабины канатов способен осуществить асинхронный электропривод с вентильно-емкостным преобразователем в цепи ротора, работающим в импульсно-ключевом режиме, представленный на рис.13.

Данная схема предназначена для ремонтно-монтажных кранов, требующих плавное регулирование скорости и точное позиционирование, и имеет диапазон регулирования скорости двадцать к одному и достаточно высокие показатели надежности.

Получены уравнения усредненных механических характеристик в установившемся режиме, когда в качестве сигнала обратной связи используется напряжение ротора, при реализации условия, когда ширина петли гистерезиса порогового элемента меньше падения напряжения в роторе, а так же для случая, когда в качестве обратной связи применяется связь по ЭДС ротора или сигнала с датчика скорости ротора.

Анализ полученных уравнений показал, что наибольшая жесткость механической характеристики достигается при использовании в качестве - сигнала обратной связи ЭДС ротора, а минимальная амплитуда колебаний при использовании в качестве сигнала обратной связи напряжения ротора.

Экспериментальные кривые представленные в главе VI, свидетельствуют о том, что коэффициент динамичности при подъеме и опускании груза в восемьдесят тонн при скорости 0,25о>о составляет одну целую три десятых.

Представленная на рис.13 схема разработана, защищена авторским свидетельством и внедрена на механизмах передвижения тележки и главного подъема ремонтно-монтажного крана в ЛПЦ-3 АО «НЛМК».

Наиболее эффективным путем снижения колебаний в ЭМС подъема является уменьшение по величине бросков момента, развиваемого двигателем, под которыми подразумевается разница между моментами АД при включенном и выключенном тиристорном коммутаторе (ТК).

При необходимости получения жестких механических характеристик в широком диапазоне скоростей целесообразно в качестве дополнительного сопротивления использовать ИР. Известно, что механическая характеристика АД при включении в цепь ротора ИР близка к экскаваторной, а это позволяет регулировать скорость при значениях выше половины синхронной без кон-такторного уменьшения дополнительного сопротивления.

В этом случае, без изменения силовой части, можно получить две промежуточные характеристики: 1 -при постоянно открытых трех тиристорах; 2 - при двух постоянно открытых и одном постоянно закрытом; 3 - при одном

открытом тиристоре. Это достигается использованием трех блоков сравнения и формирователей импульсов.

Схема с импульсно- ключевой системой управления ЭП главного подъема с уменьшенным значением бросков момента внедрена на мостовом ре-монтно-монтажном кране ЛПЦ-3 АО «НЛМК».

Шестая глава посвящена экспериментальной проверке основных теоретических положений и практических рекомендаций работы как на экспериментальном стенде, так и на действующих установках.

С этой целью был выбран механизм передвижения - действующий электрокран балки типа НК-104. Его расчетная схема при исследовании раскачивания гибко подвешенного груза соответствует двухмассовой ЭМС, рассмотренной в главе 1.

Эффективность предлагаемой методики оптимизации ЭП с упругой связью по критерию минимума колебательности иллюстрируется, представленными на рис.14 осциллограммами переходных процессов ЭП механизма передвижения тележки с грузом на крюке (у = 1,75)._

Рис.14. Осциллограммы пуска электропривода механизма передвижения тали при жесткой (а) и оптимальной (б) электромеханической связи

На рис.14(а) приведена осциллограмма пуска этого ЭП с включением в сеть на естественную характеристику. При этом нетрудно заметить, что пуск протекает с большими ускорениями первой массы, поэтому скорость со, быстро достигает значений, соответствующих рабочему участку естественной характеристики. Вследствие высокой жесткости механической характеристики, возникающие колебания груза не вызывают существенных изменений скорости двигателя (жесткая электромеханическая связь), поэтому колебания груза затухают слабо (X = 0,1).

На рис. 14(6) представлена осциллограмма пуска того же механизма, но при искусственно сформированной линейной механической характеристике, имеющей оптимальную жесткость, рассчитанную, изложенным методом при

Тэ = 0. Электромагнитной инерцией пренебрегаем вследствие её малости, по сравнению с периодом колебания при раскачивании груза. Нетрудно видеть, что увеличение колебаний скорости двигателя уменьшает общую колебательность системы и раскачивание груза прекращается примерно за 1,5 периода. Оптимизация приводит к увеличению логарифмического декремента с 0,1 до 1.

Таким образом, на реальном механизме по изложенной выше методике удалось оптимизировать электромеханическую связь по критерию минимума колебательности.

На лабораторном стенде снимались электромеханические характеристики однодвигательного АД с ИР в двигательном и тормозном, в режиме динамического торможения с комбинированным самовозбуждением. Данные экспериментальных исследований показали достаточно хорошее совпадение теоретических и экспериментальных кривых, тем самым были подтверждены методики расчета механических и электромеханических характеристик.

Величины, наиболее полно характеризующие динамические свойства привода, снимались с помощью тензодатчиков и усилителей и фиксировались с помощью быстродействующего шестиканального прибора Н 238-6. При этом имелась возможность исследовать динамические режимы пуска -как существующей системы электропривода, так и модернизированной (рис.8) - АД с ИР. Снятые осциллограммы подтверждают, что нагрузки в ферме моста уменьшились почти в два раза по сравнению с базовой.

Ранее было показано, что дальнейшим резервом снижения динамических нагрузок является синхронизация перемещения опор крана. Ее можно осуществить за счет использования схем синхронизации, позволяющих также существенно увеличить и демпфирующую способность электропривода, т.е. замкнутых систем по разностности скоростей вращения роторов двигателей.

Экспериментальные осциллограммы были сняты для двухдвигательно-го электропривода замкнутого обратной связью по разности скоростей двигателей механизма передвижения моста мостового крана.

Полученные результаты свидетельствуют об ограничении динамических нагрузок в ферме моста, по сравнению с базовой системой примерно в 4-5 раз и увеличился демпфирующий эффект.

Усилия для привода подъема определялись с целью определения коэффициента динамичности схемы ключевого управления АД с вентильно-емкостным преобразователем ремонтно-монтажного крана грузоподъемностью сто пятьдесят тонн. При этом вес груза составляет восемьдесят тонн. Наброс нагрузки осуществлялся путем выбора слабины канатов на скорости о<0,3ю0. Усилия зафиксированные в ферме моста показали, что максимальный коэффициент динамичности составил кд = 1,3.

тропривода с упругой механической связью. Разработана методика оптимизации электропривода с упругой механической связью по критерию минимума колебательности электромеханической системы в переходных процессах. При проектировании в сложных случаях для ориентировочной оценки области параметров предельного демпфирования двухмассовой последовательной электромеханической системы может быть использовано условие кэсп =1.

4. Предложен и исследован способ снижения колебаний упругого момента в двухмассовой последовательной электромеханической системе за счет формирования фронта момента двигателя. Получены зависимости амплитуды колебаний упругого момента от параметров системы и длительности фронта при линейном, экспоненциальном и косинусоидальном законах нарастания момента двигателя, определены условия целесообразности применения того или иного фронта с целью снижения амплитуды колебаний упругого момента.

5. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны методики расчета статических электромеханических и механических характеристик, а также определения динамических свойств асинхронного двигателя с фазным ротором в различных схемах включения с индукционным резистором. Установлено, что механические характеристики экскаваторного типа на основе асинхронного двигателя с индукционным резистором в цепи ротора обеспечивает достаточно высокую демпфирующую способность. На основании полученных в работе результатов проведена разработка отрезка серии электроприводов по системе асинхронный двигатель с индукционным резистором, состоящей из десяти типоразмеров; определены их параметры, а также сформулирована область целесообразного применения. В результате выполненной работы по исследованию, разработке и эксплуатации ИР ВНИИПМАШ разрешил замену типовых многоступенчатых резисторов на ИР, письмо от тридцатого декабря тысяча девятьсот восемьдесят седьмого года за №20 -16/5115.

6. Установлено, что в двухмассовой параллельной электромеханической системе разомкнутой или замкнутой по разности скоростей двигателей увеличением жесткости механических характеристик демпфирование неограниченно возрастает, кроме того, в замкнутых системах с увеличением коэффициента синхронизации демпфирование возрастает даже при абсолютно мягких механических характеристиках.

7. На основании разработанных теоретических положений и рекомендаций созданы оригинальные схемотехнические решения электроприводов с асинхронным двигателем с фазным ротором для различных подъемно-транспортных механизмов, базирующихся на предельной простоте и тех-

нологичности изготовления, а так же обеспечивающих ограничение динамических нагрузок:

- системы двухдвигательных электроприводов для двухмассовых параллельных электромеханических систем разомкнутой и замкнутой обратной отрицательной связью по разности скоростей двигателей, а так же систему электромагнитного вала;

- систем однодвигательных электроприводов для двухмассовых после-довательных;электромеханических систем с индукционным резистором и комбинированным возбуждением при получении динамического торможения;

- систем с импульсно-ключевым управлением электроприводов с вен-тильно-емкостным преобразователем и с пониженными бросками моментов.

8. Разработанные технические решения находят применение на механизмах передвижения и подъема технологических магнитогрейферных, ремонтно-монтажных мостовых кранах и конвейерах следующих металлургических предприятий: АО «НЛМК», ОАО ЛМЗ «Свободный сокол», АО «Центро-лит», АО «Липецкий трубный завод», АО «Липецкий тракторный завод», АО «Таганский завод» и ряд других.

В частности, на АО «НЛМК» в копровом цехе внедрены различные системы электроприводов на пятидесяти четырех механизмах передвижения и главных подъемов технологических кранов. В ЛПЦ-3 внедрены три схемы регулируемого асинхронного электропривода на механизмах главных подъемов и передвижений тележки с импульсно-ключевым управлением ремонтно-монтажных кранов. В виде разработок внедрены десять авторских свидетельств из двадцати шести полученных автором. Благодаря этому в значительной мере устранен ущерб от преждевременных выходов из строя электродвигателей, металлоконструкций ферм мостов, канатов, ходовых колес^подкрановых конструкций.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Теличко Л.Я., Морозов C.B. Методическое указание к лабораторной работе «Исследование демпфирующей способности электропривода с учетом упругих механических связей»// Липецк: ЛИИ, 1987. - 12 с.

2. Теличко Л.Я., Ченцов К.Ю. Методическое указание к курсовому проекту по теории электропривода // Липецк: ЛГТУ, 1998. - 26 с.

3. Теличко Л.Я. Ограничение раскачивания грузов при работе механизмов передвижения и поворота кранов // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. -1972. - Вып. 58. - С.48-53.

4. Симонов Ю.М., Попов Б.В., Теличко Л.Я. Наладка систем подчиненного регулирования электроприводов постоянного тока // Тр. ин-та / Смоленского филиала Моск. энерг. ин-т - 1972. - Вып.53. - С. 19-24.

5. Ключев В.И., Яковлев В.И., Теличко Л.Я., Усманов A.M., Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Динамика электромеханических систем автоматизированного электропривода с упругими механическими связями // Электричество. - 1973. - №3 - С.40-46.

6. Теличко Л .Я. Оценка демпфирующей способности электроприводов с упругими связями без учета индуктивности // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. - 1973. - Вып.67. - С.37-45.

7. Теличко Л.Я. Влияние индуктивности силовых цепей на демпфирование упругих механических связей в электроприводе// Тр. ин-та / Фрунз. политехи. ин-т. - 1973. - Вып.67. -С.45-52.

8. Теличко Л.Я., Ежов C.B., Микитченко А.Я. Об оценке демпфирующей способности электропривода в замкнутой системе при наличии упругого механического звена с помощью коэффициента электромеханической связи // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. -1973. - Вып.68. - С.60-64.

9. Теличко Л.Я. Способы увеличения демпфирующей способности электропривода // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. -1974. - Вып.77. - С.53-59.

10. Ключев В.И., Яковлев В.И., Теличко Л.Я., Усманов A.M., Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Исследование электромеханических колебаний в электроприводе // Автоматизированный электропривод в промышленности / Труды VI Всесоюзной конференции по автоматизированному электроприводу-М.: Энергия, 1974. - С. 17-24.

11. Присмотров Н.И., Теличко ЛЛ. Демпфирующая способность автоматизированного электропривода с упругой механической связью // Тр. ин-та / Моск. энерг.ин-т. -1975. - № 23. - С.23-26.

12. Теличко Л.Я. Оптимизация демпфирующей способности электропривода с упругой механической связью // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. -1975. - Вып.89. - С.38-43.

13. Микитченко А.Я., Присмотров Н.И., Теличко Л.Я. Анализ демпфирующей способности электропривода при периодических возмущениях // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. -1976. - Вып.93. - С.65-70.

14. Ключев В.И., Теличко Л.Я. Оптимизация электропривода с упругой связью по критерию минимума колебательности в переходных процессах // Электричество^ 977,- №1,- С.38-43.

15. Курдюмов А.Г., Теличко Л.Я. Анализ системы электропривода источник тока-двигатель по критерию минимума колебательности в переходных процессах с упругой механической связью // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. -1978. - Вып. 106. - С.60-65.

16. Курдюмов А.Г., Теличко Л.Я. Оптимизация электромеханической связи в системе источник тока-двигатель // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. -1978. - Вып.106. - С.66-69.

17. Котлюба Г.Н., Теличко Л.Я., Фарафонов В.И., Завражина И.В. Методика расчета индукционных резисторов в цепи ротора асинхронного двигателя

29. Теличко Л.Я., Щедринов A.B., Мещеряков В.Н., Трошкин С.Н. Ограничение деформаций металоконструкций мостовых кранов // Изв. вузов СССР. Электротехника. - 1989. - №8. - С.89-91.

30. Зайцев В.И., Морозов C.B., Теличко Л.Я. Исследование на ЭВМ динамики асинхронного электропривода подъема мостового крана. - М., 1989.-№1.- С.174-188. - Деп. в Информэлектро №254-эт88.

31. Мещеряков В.Н., Теличко Л.Я. Повышение демпфирующей способности двухдвигательного упругосвязанного электропривода // Электрооборудование промышленных установок: Межвуз. сб. тр./ Горьков. политех, ин-т. - 1989.-С.6-9.

32. Фарафонов В.И., Мещеряков В.Н., Теличко Л.Я. Асинхронный привод механизмов передвижения мостовых кранов с динамическим торможением // Промышленная энергетика. - 1990. - №3. - С.26-28.

33. Морозов C.B., Теличко Л.Я. Асинхронный электропривод с искусственной коммутацией в цепях статора и ротора // Автоматизированный электропривод. -М.: Энергоатомиздат, 1990. - С.88-93.

34. Иванов А.Б., Теличко Л.Я. Формирование темпа изменения момента двигателя с целью снижения упругих колебаний в двухмассовой системе // Изв. вузов. Электромеханика. - 1991. - №2 .- С.47-50.

35. Иванов А.Б., Мещеряков В.Н., Теличко Л.Я. О точности поддержания скорости при ключевом управлении асинхронным электроприводом с вентильно-емкостным преобразователем в цепи ротора // Электрооборудование промышленных установок: Межвуз. сб. тр./ Нижегород. гос. техн. ун-т. - 1994. - С.115-119.

36. Третьяков A.B., Теличко Л.Я., Ченцов К.Ю., Басуров A.B. Анализ динамических процессов в прокатной клети при использовании электропривода с синхронным и асинхронным двигателем // Технология машиностроения/-Липецк: ЛГТУ, 1999.-С. 114-120.

37. Ключев В.И., Яковлев В.И., Теличко Л.Я., Усманов A.M., Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Динамика электромеханических систем автоматизированного электропривода с упругими механическими связями // Тез. докл. VI Всесоюзной конференции по автоматизированному ЭП (Баку, 17-20 октября 1972). - М: Информэлектро, 1972. - С.26-28.

38. Теличко Л.Я., Мещеряков В.Н., Фарафонов В.И. Модернизация электропривода конвейера // Динамические режимы работы электрических машин и электроприводов. Часть 2: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. -Днепродзержинск, 1985. - С.37.

39. Теличко Л.Я., Мещеряков В.Н., Щедринов A.B. Повышение надежности многодвигательных асинхронных электроприводов механизмов передвижения мостовых кранов // Состояние и перспективы развития электротехнологии/ Горьк. политех, ин-т. - 1985. - С.14.

40. Мещеряков В.Н., Теличко Л.Я. Ограничение динамических нагрузок асинхронных электроприводов механизмов передвижения мостовых кра-

50. Теличко Л.Я., Быков Г.Е. Пути модернизации подъемника УСТК с целью улучшения его энергетических показателей// Тез. докл. научно-техн. конф. 29 мая 1991. - Липецк, 1999. - С.57-60.

51. A.c. №1066016 СССР, МКИ3 Н 02 Р 5/50. Многодвигательный электропривод переменного тока/ Г.Н. Котлюба, Л.Я. Теличко, В.Н.Мещеряков, В.И. Фарафонов Опубл. в Б.И.; 07.01.84; №1 (СССР). - 2 е.: ил.

52. A.c. №1088095 СССР, МКИ3 Н 02 Р 7/26. Трехфазный пусковой индукционный резистор/ А.Д. Белянский, А.Г. Пономаренко, Г.Н. Котлюба, А.И. Зайцев, В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, A.B. Зотов Опубл. в Б.И.; 23.04.84;%» 15 (СССР).-2 е.: ил.

53. A.c. №1176436 СССР, МКИ3 Н 02 Р 5/50. Двухдвигательный электропривод/ В.Н. Мещеряков, А.Г. Пономаренко, Г.Н. Котлюба, Л.Я. Теличко,

A.B. Щедринов, В.И. Фарафонов Опубл. в Б.И.; 30.08.85; №32 (СССР). - 4 е.: ил.

54. A.c. №1246307 СССР, МКИ3 Н 02 Р 1/26. Трехфазный пусковой индукционный резистор/ А.И. Зайцев, В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, A.B. Зотов Опубл. в Б.И.; 23.07.84; №27 (СССР). - 2 е.: ил.

55. A.c. №1277224 СССР, МКИ3 Н 01 F 7/18. Устройство для управления грузоподъемным электромагнитом/-Л.Я. Теличко, А.К. Белитченко, Л.В. Вавилов, В.Н. Мещеряков, В.И. Фарафонов . Опубл. в Б.И.; 15.12.86; №46 (СССР). - 4 е.: ил.

56. A.c. №1310986 СССР, МКИ3 Н 02 Р 5/50. Двухдвигательный электропривод/ В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, A.B. Щедринов, В.И. Фарафонов,

B.Б. Сайфутдинов Опубл. в Б.И.; 15.05.87; №18 (СССР). - 6 е.: ил.

57. A.c. №1317628 СССР, МКИ3 Н 02 Р 5/36. Электропривод переменного тока/ А.И. Зайцев, В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, В.И. Фарафонов, Л.В. Вавилов. Опубл. в Б.И.; 15.06.87; №22 (СССР). - 4 е.: ил.

58. A.c. №1377972 СССР, МКИ3 Н 02 К 17/30. Устройство для пуска асинхронного двигателя с фазным ротором/ А.И. Зайцев, В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, A.B. Щедринов, В.И. Фарафонов Опубл. в Б.И.; 29.02.88; №8 (СССР). - 2 е.: ил.

59. A.c. №1410258 СССР, МКИ3 Н 02 Р 5/50. Двухдвигательный электропривод/ В.Н. Мещеряков, Л.В. Вавилов, Л.Я. Теличко, В.И. Фарафонов, Ю.Н. Сумин Опубл. в Б.И.; 15.07.88; №26 (СССР). - 2 е.: ил.

60. A.c. №1387159 СССР, МКИ3 Н 02 Р 5/36. Электропривод переменного тока/ В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, В,И. Фарафонов, И.В. Пивоваров Опубл. в Б.И.; 07.04.88; №13 (СССР). - 4 е.: ил.

61. A.c. №1431025 СССР, МКИ3 Н 02 Р 5/36. Электропривод переменного тока/ В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, В.И. Фарафонов, Г.Н. Котлюба Опубл. в Б.И.; 15.10.88; №38 (СССР). - 4 е.: ил.

62. A.c. №1418255 СССР, МКИ3 В 66 С 1/08. Устройство для управления грузоподъемным электромагнитом/ В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко,

В.И.Фарафонов, В.Н. Сурков, С.Н. Трошкин . Опубл. в Б.И.; 23.08.88; №31 (СССР).-4 е.: ил.

63. A.c. №1522301 СССР, МКИ3 H 01 F 7/18. Устройство для управления грузоподъемным электромагнитом/ А.Б. Иванов, В.Н. Мещеряков, Л .Я. Те-личко, В.И. Кононов, С.Н. Трошкин Опубл. в Б.И.; 31.12.87; №42 (СССР). - 6 е.: ил.

'64. A.c. №1525854 СССР, МКИ3 H 02 Р 7/36. Устройство для управления асинхронным электродвигателем/ А.И. Зайцев, C.B. Морозов, Л.Я. Телич-ко Опубл. в Б.И.; 30.11.89; №44 (СССР). - 4 е.: ил.

65. A.c. №1577036 СССР, МКИ3 H 02 Р 1/26. Трехфазное индукционное сопротивление/ А.И. Зайцев, C.B. Морозов, Л.Я. Теличко, И.В. Пивоваров, В.И. Кононов, С.Н. Трошкин Опубл. в Б.И.; 07.07.90; №25 (СССР). - 4 е.: ил.

66. A.c. №1614042 СССР, МКИ3 H 01 F 7/18. Устройство для управления грузоподъемным электромагнитом/ В.Н. Мещеряков, А.Б. Иванов, Л.Я. Теличко Опубл. в Б.И.; 15.12.90; №46 (СССР). - 6 е.: ил.

67. A.c. №1684816 СССР, МКИ3 H 01 F 7/18. Устройство для управления грузоподъемным электроприводом/ В.Ч. Мещеряков, А.Б. Иванов, Л.Я. Теличко Опубл. в Б.И.; 15.10.91; №38 (СССР). - 6 е.: ил.

68. A.c. №1695484 СССР, МКИ3 H 02 Р 7/74. Асинхронный вентильный каскад/ А.Б. Иванов, В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, Г.Н. Котлюба Опубл. в Б.И.; 30.11.91; №44 (СССР). - 8 е.: ил.

69. A.c. №1709489 СССР, МКИ3 H 02 Р 7/42. Устройство для управления трехфазным асинхронньм двигателем/ А.Б. Иванов, В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко Опубл. в.Б.И.; 30.01.92; №4 (СССР). - 6 е.: ил.

70. A.c. №1757076 СССР','МКИ3 H 02 Р 7/74. Асинхронно-вентильный каскад/ А.Б. Иванов, В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, Г.Н. Котлюба Опубл. в Б.И.; 23.08.92; №31 (СССР). - 8 с.: ил.

71. A.c. №1791945 СССР, МКИ3 H 02 Р 1/26."Трехфазное индукционное сопротивление/ А.И. Зайцев, И.Б. Битюцкий, C.B. Морозов, Л.Я. Теличко, И.В. Пивоваров, Г.Н. Котлюба . Опубл. в Б.И.; 30.01.93; №4 (СССР). - 4 е.: ил.

Подписано в печать ^^.-^Ъормат 60x84 1/16.Печ. л. 2,5. Тираж 100 экз. Заказ № Типография ЛГТУ. 398055,Липецк, ул. Московская, 30

Общая характеристика работы

1. Особенности динамических нагрузок группы подъемно-транспортных электроприводов металлургических предприятий

1.1. Типовые расчетные схемы механической части подъемно-транспортной группы электроприводов на металлургических предприятиях

1.1.1. Обзор исследуемой группы приводов, особенностей их механической части

1.1.2. Расчетные схемы механической части. Упрощенные типовые расчетные схемы, связь с задачей исследования

1.1.3. Динамические нагрузки механической части приводов

1.2. Типовые электромеханические системы привода

1.2.1. Обзор применяемых систем электропривода. Классификация

1.2.2. Возможность обобщенного анализа и синтеза динамических свойств ЭП постоянного и переменного тока

1.3. Выводы

2. Исследование динамики обобщенной линеаризованной системы электропривода с двухмассовой упругой механической частью

2.1. Оценка демпфирующей способности двухмассовой ЭМС при Тэ=

2.2. Оценка демпфирующей способности ЭП инерционных механизмов при Тэ * 0, ]2 »I!

2.3. Косвенная оценка демпфирующей способности с помощью коэффициента электромеханической связи

2.4. Оценка демпфирующей способности ЭП с помощью кЭс при Тэ=

2.5. Оценка демпфирующей способности ЭП с помощью КЭс при ^».П

2.6. Оценка демпфирующей способности ЭП для двухмассовой ЭМС в общем случае

2.7. Анализ демпфирующей способности ЭП при периодических возмущениях

2.8. Обобщенная электромеханическая схема двухмассовой параллельной ЭМС. Ее математическое описание и структурная схема

2.9. Исследование демпфирующей способности разомкнутой двухмассовой параллельной ЭМС

2.10. Выводы

3. Динамика замкнутой системы автоматизированного электропривода с упругой механической связью

3.1. Анализ динамики в системе УП-Д с обратной жесткой и гибкой связью по току

3.2. Анализ динамики в системе УП-Д с обратной жесткой или гибкой связями по скорости

3.3. Оптимизация демпфирующей способности ЭП с упругой механической связью

3.4. Снижение колебаний упругого момента в двухмассовой ЭМС формированием фронта момента двигателя

3.5. Выводы

4. Ограничение динамических нагрузок механизмов передвижения кранов

4.1. Проблемы ограничения динамических нагрузок и пути ее решения

4.2. Пусковые индукционные резисторы (ИР)

4.3. Снижение динамических и электрических нагрузок одно двигательных ЭП с ИР

4.3.1. Расчет механических и электромеханических характеристик

4.3.2. Исследование демпфирующей способности механизмов передвижения на базе АД с ИР

4.4 Ограничение динамических нагрузок механизма передвижения моста

4.4.1. Обоснование требований к электроприводу механизма передвижения моста

4.4.2. Исследование демпфирующей способности двухмассовой параллельной ЭМС с блоком синхронизации

4.5. Система электромагнитного вала для работы в динамических режимах

4.6. Выводы

5. Ограничение динамических нагрузок механизмов подъема кранов191 5.1. Электропривод подъема без регулирования скорости. Исследование динамики базовой схемы

5.2. Устройства для управления грузоподъемными электроприводами

5.3. Ограничение динамических нагрузок ЭП подъема ремонтно-монтажных кранов

5.4. Выводы

6. Экспериментальные исследования

6.1. Экспериментальное исследование демпфирующей способности ЭП с упругой связью

6.2. Экспериментальные исследования АД с ИР

6.3. Экспериментальные исследования динамических нагрузок механизмов передвижения кранов с многодвигательными ЭП

6.4. Экспериментальные исследования динамических усилий механизма подъема ремонтно-монтажного крана

6.5. Снижение динамических нагрузок подъемно- поворотного стола

6.6. Исследование демпфирующей способности электродвигателей прокатной клети

6.7. Выводы

Актуальность проблемы. Из всего многообразия общепромышленных механизмов, работающих на металлургических предприятиях, выделим группу механизмов, для которой особенно остро стоит проблема чрезмерно высокого уровня динамических нагрузок. К этой группе, в первую очередь, следует отнести технологические, ремонтно-монтажные и разливочные мостовые краны, угольные перегружатели, подъемники УСТК (установки сухого тушения кокса), конвейеры, имеющие до восемнадцати пусковых степеней, подъемно-поворотные столы и т. д. Основной причиной динамических перегрузок являются интенсивные повторно-кратковременные режимы работы в сложных условиях окружающей среды металлургического производства при наличии упругих механических связей системы, зазоров и несовершенства системы электропривода. Реальный автоматизированный электропривод всегда содержит упругие механические связи между движущимися массами системы. Управляющие и возмущающие воздействия вызывают в механической части электропривода упругие механические колебания, а колебания скорости ротора двигателя вовлекают в единый электромеханический колебательный процесс всю систему. Упругие механические колебания в подавляющем большинстве случаев отрицательно влияют на работу электропривода, вызывая повышение динамических нагрузок, уменьшение точности работы механизма, появление механических вибраций и опасных резонансных явлений. Упругие механические связи ухудшают устойчивость автоматизированного электропривода и затрудняют получение требуемого качества переходных процессов в системе. В то же время исследования показывают, что при определенных сочетаниях параметров, благодаря взаимодействию электрической и механической части, электропривод эффективно демпфирует упругие механические колебания. Поэтому задача анализа и синтеза динамики системы автоматизированного электропривода с упругой связью имеет важнейшее практическое значение. Определение сочетания параметров электромеханической системы, соответствующих максимальной демпфирующей способности электропривода, дает возможность существенно снижать динамические нагрузки двигателей и механизмов и использовать их в процессе проектирования и наладки.

Особую остроту указанная проблема имеет для электроприводов, подверженных воздействию периодических внешних или внутренних возмущений. Поэтому большинство выполненных в данной области исследований посвящено изучению резонансных явлений в электроприводах и разработке методов борьбы с ними. Значительный вклад в решение этой сложной проблемы внесли творческие коллективы УЗТМ НИИ Тяжмаша, НКМЗ, завода «Динамо», ВНИИ электропривода, ВНИПТИ, треста «Энергоуголь», ВНИИ Строймаша, ВНИИПМаша, МЭИ, ЛЭТИ, МВТУ, УПИ, НЭТИ, Ленинградского, Львовского, Харьковского политехнических институтов. Московского и Днепропетровского горных институтов и других организаций.

Усилиями творческих коллективов вышеназванных организаций был накоплен и опубликован обширный материал по вопросам развития теории и практики систем автоматизированного электропривода с упругими связями в трудах: Ключева В.И., Сиротина A.A., Борцова Ю.А., Соколовского Г.Г., Квартального Б.В., Бургина Б.Ш., Масандилова Л.Б., Рассудова Л.Н., Цехновича Л.И. [31; 33; 34; 37; 68; 71; 77-^78; 80; 120; 122; 161] и других ученых.

Данная работа посвящена вопросам исследования упругих механических колебаний, возникающих при переходных процессах, вызванных изменениями управляющих и возмущающих воздействий. Интенсификация переходных процессов электроприводов, возможности которой существенно расширились в последние годы в связи с развитием технических средств управления электроприводами, усиливает проявление упругих колебательных процессов. Как следствие, оптимизация электропривода по быстродействию, осуществляемая без учета динамических процессов в механической части привода и механизме, имеющая своей целью увеличение производительности механизмов за счет формирования переходных процессов, нередко является причиной преждевременного выхода из строя механического оборудования и его аварийных простоев, что в конечном счете может свести на нет достигаемый эффект повышения производительности, причем без видимых внешних проявлений колебаний, характерных для резонансных явлений. Можно указать ряд механизмов, в которых возникающие в переходных процессах колебания проявляются вполне наглядно и их отрицательное влияние очевидно. К числу таких механизмов следует отнести механизмы передвижения и поворота кранов и экскаваторов, переходные процессы которых вызывают раскачивание подвешенного на канатах груза, затрудняющие работу оператора и увеличивающие механические нагрузки. Поэтому дальнейший рост производительности может быть обеспечен не только увеличением установленной мощности оборудования, но и за счет снижения дополнительных динамических нагрузок, связанных с наличием упругих элементов и зазоров в механической части привода.

В металлургической промышленности, в связи со значительной площадью цехов и большой тяжестью перемещаемых грузов с повышенной интенсивностью, парк мостовых кранов особенно многочислен (более пятидесяти кранов в одном цехе). Нередко они включены непосредственно в технологический процесс и от их надёжной работы зависит производительность цеха в целом. Анализ работы кранового оборудования в металлургии показал [115; 146-И51], что на долю выхода из строя электрооборудования приходится приблизительно пятьдесят процентов всех отказов и около пятидесяти процентов простоев крана. Основными причинами неисправностей электрооборудования являются тяжелые условия, в которых работает кран: сильная запыленность, причем пыль электропроводная (металлическая, угольная), высокая влажность, загазованность, высокая температура окружающей среды и ее резкие колебания по длине пролета, большая интенсивность работы, характеризующаяся высокими продолжительностью и частотой включений ПВ>0,4.

Высокая производительность подъемно-транспортных механизмов может быть обеспечена только при условии использования совершенных, высоконадежных систем электропривода.

Ведущая роль в исследовании, разработке и внедрении принадлежит коллективам ВНИИПТМАШ, ВНИИТЯЖМАШ, ВНИИЭлектропривод, заводу «Динамо», плодотворно работающим в этой области ученым МЭИ, Одесского, Харьковского, Уральского политехнических университетов, ГИИВТ и др. Из зарубежных краностроительных фирм можно выделить: «Demag», «Stahl», «Mahne» (Германия), «Matterson» (Великобритания), «Clevland», «Cutler-Hammer» (США), «Potain» (Франция), «1Н1», «Mitshubi-shi» (Япония).

Значительное внимание вопросам совершенствования электроприводов кранов систематически уделялось на Всесоюзных научно-технических конференциях по проблемам автоматизированного электропривода. Весомый вклад в развитие теории и практики кранового электропривода своими работами внесли следующие ученые: Ключев В.И., Соколов М.М., Петров Л.П., Масандилов Л.Б., Шумков Е.Б., Герасимяк Р.П., Данилов П.Е., Бра-славский И.Я., Тищенко В.Н., Яуре А.Г., Певзнер Е.М., Шарифов З.Е. и др. [2; 25ч-27; 29; 30; 32; 35; 47-50; 53; 54; 66; 86; 87; 90;107; 109-111; 117; 119; 124; 153-157; 166; 173].

Большинство кранов металлургических предприятий имеют тяжелый режим работы, что делает практически невозможным использование в качестве электроприводов двигателей с короткозамкнутым ротором.

Стремление максимально упростить крановый электропривод, исключив в управлении асинхронным двигателем с фазным ротором громоздкую и ненадежную релейно-контакторную схему, привело к применению индукционных резисторов, включаемых непосредственно к выводам роторной обмотки [1; 3; 5; 7; 11; 17; 18; 23; 39-H3; 52; 67; 152]. Основное внимание в вышеперечисленных работах уделялось совершенствованию конструкций, улучшению весогабаритных показателей и исследованию статических и динамических свойств асинхронного двигателя с индукционным резистором. Рассмотренные в [166-И 69] работах энергетические показатели асинхронных электроприводов с индукционным резистором показывают, что они приблизительно одинаковы с асинхронными двигателями при ступенчатом пуске. Использование индукционных резисторов в системах с асинхронным двигателем с фазовым ротором для различных механизмов рассматривается в работах [44; 52; 65; 112; 169]. В частности, по исследованиям [112] показано, что применение индукционного резистора в электроприводах коксовых машин на АО «НЛМК» привело к уменьшению в шесть раз аппаратуры управления и в двенадцать раз затрат и обслуживание. Уточнению параметров индукционного резистора, их оптимизации, расчету статических характеристик асинхронного двигателя в различных системах электропривода, в том числе и тиристорных, посвящены работы [115; 125; 126; 152; 174;175; 179]. Проведенные в [168; 169] исследования показали, что однодвигательный асинхронный электропривод с индукционными резисторами в цепи ротора обладает некоторой демпфирующей способностью и позволяет снижать колебания гибко подвешенного на канатах груза.

Опыт эксплуатации, статистика ремонта оборудования и обследование механизмов мостовых кранов на металлургических предприятиях АО «НЛМК», АО «ЦЕНТРОЛИТ», ОАО «ТРУБНИК» [46; 69; 90; 107; 140-И 51] свидетельствуют о преждевременном выходе из строя элементов механизмов кранов из-за недолговечности. При этом интенсивно изнашиваются промежуточные валы, редукторы, муфты, металлоконструкции моста, реборды ходовых колес, подкрановые конструкции и электродвигатели.

Анализ режимов работы кранов показал, что основной причиной выхода из строя элементов мостовых кранов и подкрановых конструкций является чрезмерно высокий уровень динамических нагрузок, особенно, при пусках и торможениях. На величину динамических нагрузок в значительной мере оказывают влияние следующие факторы: неравенство динамических моментов двигателей опор Mji^Mj2; разница частот вращения роторов со 1 ^сог; отличие диаметров колёс из-за разной степени износа и допусков; наличие зазоров в кинематической цепи; упругие деформации валов и фермы моста; состояние подкрановых конструкций.

Проведение научных исследований, опыт эксплуатации [46; 69; 90; 107; 145; 150] и литературные данные по проблемам о долговечности кранов и подкрановых конструкций свидетельствуют, что учет соударения реборд ходовых колес или боковых роликов с головками рельсов при ударном замыкании зазоров между ними в значительной степени уточняют динамическую модель механизма передвижения крана Они показывают, что максимальное напряжение, создаваемое горизонтальным усилием, приложенным к головке рельса, более чем в три раза превышают напряжения, создаваемые из-за вертикальных усилий (горизонтальные усилия возникают при пусках и торможениях, они направлены вдоль рельсов и в общем случае стремятся перекосить кран; вертикальные усилия зависят от веса кранового моста, веса тележки, веса груза, смещения тележки относительно оси моста) [16].

С целью повышения надежности работы кранового оборудования необходимо существенно снизить максимальные динамические крутящие моменты и боковые нагрузки, действующие на мост крана и подкрановые конструкции при соударении реборд колес с рельсами.

Для решения этой проблемы необходим комплексный подход. С одной стороны, следует существующие приводные валы заменить на карданные [46; 178; 180], с другой - модернизировать существующие системы электроприводов, а также решительно внедрять на стадии проектирования новые системы автоматизированных электроприводов. Система управления электропривода передвижения моста должна быть адаптивной, параметры регулирующих элементов необходимо автоматически поддерживать на уровне, минимизирующем перекос крана [70; 153-И56; 158; 171]. Особый интерес представляет возможность использования демпфирующей способности электроприводов в сочетании с повышением плавности нагружения динамической системы, формированием различных законов переходных процессов электроприводов, практически не сопровождающимися механическими колебаниями.

В некоторых системах синхронизации асинхронного электропривода механизмов передвижения кранов используются схемы электрического вала [158; 159], основное достоинство которого состоит в простоте реализации, однако необходимость наличия датчиков положения, контролирующих предварительное состояние роторов двигателей относительно друг друга наложили ограничения на широкое применение этой системы в крановом электроприводе.

Разработка, анализ и исследование схем с вентильной системой синхронизации [70; 153ч-155; 171] показывают, что обеспечение снижения разницы значений частоты вращения роторов существенно сказывается на «забегании колес», перекосе крана и улучшение динамических показателей. Однако главным недостатком таких схем остается дискретное ступенчатое регулирование общего сопротивления, включенного в цепь мостовых выпрямителей роторов двигателей.

Следует отметить, что большинство перечисленных работ, связанных с использованием индукционных резисторов, посвящены электроприводам передвижения кранов, и лишь небольшая часть - электроприводу подъема. Недостаточно полно исследована динамика электропривода подъема с индукционным резистором, демпфирующая способность электропривода, возможности ограничения динамических нагрузок.

Возрастающие требования к производительности мостовых кранов и точности перемещения грузов приводит к необходимости расширять диапазон регулирования скорости электропривода подъема за счет применения более сложных систем управления. Для обеспечения жестких характеристик только при спуске груза используются схемы электродинамического торможения с самовозбуждением [24; 55; 65; 179], для которых налажено серийное производство систем электродинамического торможения для электроприводов подъема различной мощности.

Однако отметим, что асинхронные двигатели, применяемые в электроприводе подъема, как правило, без подпитки не самовозбуждаются, а ток подпитки составляет около тридцати процентов от номинального. Электродинамическое торможение реализуется с большим количеством контактор-ной аппаратуры, что делает эти системы более сложными и менее надежными, чем обычные релейно-контакторные схемы. Это обстоятельство затрудняет использование данных панелей на кранах, работающих в металлургии, и, таким образом, идея использования электродинамического торможения с самовозбуждением может стать привлекательной при применении индукционных резисторов.

Приемлемые механические характеристики при достаточно простой схеме управления (без тахогенератора), можно получить применением схем импульсно-ключевого управления, которым посвящены следующие публикации [110; 119; 153; 170; 171]. При этом, надо отметить, что все они, кроме [170], посвящены исследованию механизмов передвижения. В целом им-пульсно-ключевое управление электроприводом подъема исследовано недостаточно. Не использовано влияние периодических бросков электромагнитного момента асинхронного двигателя и пульсации скорости на динамику электропривода подъема мостового крана.

Импульсно-ключевое управление можно организовать в цепи выпрямленного тока ротора [53; 54; 60; 124], при этом следует отметить, что данные схемы исследованы наиболее полно. Однако их сложность также ограничивает использование на кранах металлургических комбинатов.

Одним из важных направлений в развитии кранового электропривода является система фазового управления. Основной частью таких систем является тиристорный регулятор - из трех, шести тиристоров с осуществлением регулирования в одной, двух, или трех фазах, а для получения характеристик требуемой жесткости используется обратная связь по скорости [35; 48; 49; 125; 177]. В основном, распространение получили системы с регулированием напряжения, подводимого к цепи статора. При этом имеет место более простая система управления, работающая при постоянной частоте напряжения.

Вместе с тем, в последнее время имеет место использование тири-сторных регуляторов в роторных цепях асинхронных двигателей [35; 49; 88]. Причем в этих случаях тиристоры работают в более благоприятных условиях. то есть значения du/dt и di/dt существенно меньше, меньшее значение имеют и токи короткого замыкания. Кроме того, при выходе из строя одного из тиристоров регулятора система, как правило, сохраняет работоспособность - тем самым повышается надежность электропривода. Однако отметим, что при этом система управления регулятора более сложна и при угловых скоростях, близких к синхронным, из-за низкой частоты коммутации, становятся существенными пульсации момента и скорости.

Совершенствование системы фазового управления происходит в направлении использования в силовых цепях и блоках управления новых полупроводниковых приборов. Применение микропроцессорных систем управления позволяет использовать фазовые регуляторы в электроприводе кранов, работающих в автоматизированных транспортно-накопительных системах. Вместе с тем, следует рассмотреть использование искусственной коммутации вентилей тиристорного регулятора с целью повышения энергетических показателей, с включением в цепь ротора вместо активных сопротивлений индуктивного резистора [126; 127].

Кроме того, известно применение в электроприводе подъема мостового крана асинхронно-вентильного каскада, достоинства которого общеизвестны [88; 164].

Перспективной системой электропривода для приводов кранов является система тиристорный преобразователь частоты - асинхронный двигатель [87; 88; 65; 170; 188]. Использование преобразователей частоты в электроприводах подъема металлургических мостовых кранов ограничивается невысокой надежностью, сложностью обслуживания и ремонта. Для электроприводов с глубоким регулированием скорости и повышенными требованиями к качеству переходных процессов электропривод с преобразователем частоты является вполне конкурентно способным.

Однако такие краны в металлургических предприятиях редки и в данной работе не рассматриваются.

Надежность и долговечность мостового крана зависит от величины максимальных динамических нагрузок в кинематической цепи. Поэтому очень важны исследования, проведенные по изучению нагрузок при совместной работе электропривода подъема и механической части [47; 50; 66; 69; 90; 173], базирующиеся на теоретических результатах анализа динамики электромеханических систем [33; 73].

Для существенного снижения динамических нагрузок при использовании релейно-контакторных схем управления асинхронным двигателем в [51; 90] рекомендуется исключить с помощью блокировок подъем груза с «подхватом» при работе двигателя на всех характеристиках, кроме самой мягкой. При оценке демпфирования асинхронного двигателя в [90] показано, что сила демпфирующего действия асинхронного двигателя обратно пропорциональна жесткости рабочего участка его механической характеристики, что является спорным [162].

Настоящая работа посвящена задаче снижения динамических нагрузок с помощью управления электроприводом. Для решения этой актуальной задачи требуется детальное изучение условий совместной работы электроприводов и упругих механических систем механизмов кранов. Следует отметить, что традиционные подходы, используемые при создании современных автоматизированных асинхронных электроприводов, построенных по экономическим принципам частотного управления, вентильного каскада и др., в сложных условиях эксплуатации металлургического производства при троллейном питании не обеспечивают надежной работы оборудования. До настоящего времени известны лишь единичные примеры практического их использования с большими проблемами при эксплуатации.

В связи с этим решение проблемы повышения работоспособности и улучшения динамических свойств электромеханических систем, с учетом сложных, противоречивых и своеобразных требований, предъявляемых к ЭП подъемно-транспортных механизмов, представляет собой сложную и весьма важную для практики задачу.

Научно-исследовательские работы, направленные на исследование динамических свойств двухмассовых электромеханических систем и по-дьемно-транспортных механизмов, разработка и внедрение новых систем электроприводов проводились кафедрой «Электропривода и автоматизации промышленных установок» Липецкого политехнического института совместно с Новолипецким металлургическим комбинатом по различным координационным планам министерств под руководством и при непосредственном участии автора.

Цель работы

Развитие теории электроприводов с упругими механическими связями и создание на ее основе простых и высоконадежных систем управления электроприводов, обеспечивающих ограничение динамических нагрузок механической части подъемно-транспортных механизмов и повышающих за этот счет их долговечность при интенсивных повторно-кратковременных режимах работы в сложных условиях металлургического производства.

Основным содержанием работы является всестороннее развитие в теоретическом и практическом плане двухмассовых последовательных и параллельных электромеханических систем и определение целесообразности и эффективности применения разработанных электроприводов на различных механизмах.

Методы исследования

В теоретических исследованиях основывались на элементах дифференциального исчисления и теории функций комплексного переменного, корневых и частотных методах теории автоматического регулирования, теории матриц, теории устойчивости движения, теории оптимального регулирования, методах математического моделирования динамических процессов с помощью ЭВМ, экспериментальных исследованиях на лабораторных установках и действующих механизмах. Для реализации этих методов автор опирался на фундаментальные труды отечественных и зарубежных ученных в области автоматизированного привода ЭМС с упругими механическими связями.

Новые научные положения., выносимые на защиту

1. В работе обоснована возможность представления широкого класса механизмов (передвижения и подъема технологических, ремонтно-монтажных и разливочных мостовых кранов, подъемников УСТК, угольных перегружателей и т.д.) обобщенными расчетными схемами в двух-, трех- и многомассовыми вариантах и показано, что рассчитанные на основе этих схем динамические нагрузки будут близки к реальным. Результаты анализа динамических нагрузок позволяют выявить требования к электроприводу и обосновать рациональные технические решения.

Показано, что большому числу производственных механизмов соответствуют обобщенные расчетные схемы двухмассовых последовательных и параллельных электромеханических систем при использовании в качестве основы обобщенного уравнения линеаризованной динамической механической характеристики электроприводов постоянного и переменного тока.

2. Установлена однозначная взаимосвязь между непосредственной оценкой демпфирующей способности электропривода с помощью логарифмического декремента и косвенной с помощью коэффициента электромеханической связи. Это позволило с использованием простого математического аппарата производить анализ и оптимизацию электромеханической связи в сложных замкнутых системах автоматизированного электропривода.

3. Получены универсальные зависимости демпфирующей способности от обобщенных параметров электроприводов для двухмассовой электромеханической системы. Доказано, что максимальное и предельное демпфирование в разомкнутой системе управляемый преобразователь -двигатель и в замкнутой системе при безынерционном преобразователе определяется лишь соотношением инерционных масс, соответствует коэффициенту электромеханической связи, равному единице и не зависит от способа реализации.

Установлено, что в разомкнутом электроприводе с двухмассовой параллельной электромеханической системой с увеличением жесткости механических характеристик демпфирование неограниченно возрастает. В электроприводе, замкнутом по разности скоростей двигателей, демпфирование возрастает с ростом коэффициента синхронизации даже при абсолютно мягкой механической характеристике.

4. Установлено, что базовые системы электроприводов, используемые в ПТМ крупномасштабного металлургического производства, не удовлетворяют требования ограничения динамических нагрузок. Показано, что их снижение может быть осуществлено не только за счет дорогостоящей современной техники, но и при использовании оригинальных решений, основанных на разработанной теоретической базе.

5. На основе сформулированной концепции разработана и исследована гамма электроприводов в двухмассовых последовательной и параллельной электромеханических системах:

- система, ограничивающая динамические и электрические нагрузки в двигательном и тормозном режимах с асинхронным электроприводом и механической характеристикой экскаваторного типа на основе принципиально неуправляемых вентильных схем и индукционных резисторов с явно выраженной нелинейной зависимостью параметров от скольжения и тока нагрузки;

- системы выбора провиса каната в приводах подъема мостового крана, подъемника УСТК за счет уменьшения скорости холостого хода электропривода при ключевом управлении асинхронным электроприводом с вентильно-емкостным преобразователем и сниженными бросками моментов;

- адаптивная система двухдвигательного электропривода, изменяющая параметры регулирующих устройств таким образом, чтобы линеаризовать перекос крана, с формированием механических характеристик экскаваторного типа и реализацией требуемой демпфирующей способности;

- система и принцип синхронизации вращения двигателей двухдвигатель-ного электропривода со свойствами электрического вала с основными рабочими машинами и автоматическим включением только в пусковых и тормозных режимах.

Практическая ценность и реализация работы

Основной практический результат состоит в получении обобщенных универсальных зависимостей, позволяющих определять динамические свойства электропривода с упругой механической связью по известным параметрам системы. Это позволило в условиях действующего крупномасштабного металлургического производства выявить причины неэффективной работы группы подъемно-транспортных механизмов. Разработаны инженерные методы и технические средства оптимизации электроприводов с упругой механической связью по критерию минимума колебательности в переходных процессах. Созданы предпосылки промышленного внедрения в России новых систем электроприводов, позволяющих ограничивать динамические нагрузки для группы подъемно-транспортных механизмов, работающих в сложных условиях металлургического производства при троллейном питании; экспериментально подтверждена их эффективность.

Реализация и внедрение результатов

Использование теоретических и экспериментальных результатов работы ведущим институтом в области подъемно-транспортного машиностроения ВНИИПМАШ и принятое им решение по реконструкции крановых ЭП на основе замены типовых резисторов на индукционные резисторы позволило модернизировать системы электроприводов в копровом цехе АО «НЛМК» на пятидесяти четырех механизмах передвижения и главных подъемов технологических кранов. В ЛПЦ-3 АО «НЛМК» внедрены три схемы регулируемого асинхронною ЭП на механизмах главных подъемов и передвижения тележки с импульсно-ключевым управлением ремонтно-монтажных кранов.

Разработанные методы расчета и оптимизации параметров ЭП крановых механизмов, выполняемые по координационному плану Минчермета под руководством автора, используется в практике проектирования при модернизации ЭП механизмов кранов следующими металлургическими предприятиями: АО «НЛМК», ОАО ЛМЗ «Свободный сокол», Таганрогским заводом, АО «Центролит», АО «Трубный завод», АО «Липецкий тракторный завод» и могут найти применение организациями других отраслей. Результаты также используются в учебном процессе в виде лекций, в курсовом и дипломном проектировании, в лабораторных работах в ЛГТУ и ряде других учебных заведений.

Апробация работы

Основное содержание работы отражено в 86 печатных работах, из них: два учебных пособия, сорок статей, девятнадцать тезисов докладов на конференциях, двадцать шесть авторских свидетельств. Основные положения докладывались и обсуждались на Всесоюзных конференциях по автоматизированному ЭП (Баку, 1972; Таллин, 1975; Алма-Ата, 1983; Воронеж, 1987); Всесоюзной научно-технической конференции «Динамические режимы электрических машин и электроприводов» (Днепродзержинск, 1985); Всесоюзном научно-техническом совещании «Регулируемые электродвигатели переменного тока» (Владимир, 1987); восьмой Всесоюзной научно-технической конференции «Состояние, проблемы и перспективы энергетики и технологии в электростроении» (Иваново, 1989); второй Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы развития и совершенствования подьемно-транспортной, складской техники и технологии» (Москва, 1990); четвертой Всесоюзной научно-технической конференции

Динамические режимы работы электрических машин и электроприводов» (Бишкек, 1991); первой Международной конференции по электротехнике и электротехнологии (Суздаль, 1994); Юбилейной научно-технической конференции ЛГТУ (Липецк, 1999).

Публикации

По результатам выполненных исследований опубликовано семьдесят четыре работы, в том числе учебные пособия, статьи в журналах «Электричество», «Электротехника», «Электромеханика», «Промышленная энергетика», «Техническая электродинамика», публикации в трудах научно-технических конференций и в сборниках научно-технических трудов.

Структура работы Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 272 страницах основного текста, содержит 88 рисунков и 4 таблицы. Список литературы включает 180 наименований.

6.7. Выводы

1. На экспериментальной установке передвижения действующей кран-балке типа НК 104 удалось косвенным путем подтвердить важное положение работы и проверить правильность методов оптимизации электромеханической связи в электроприводе по критерию минимума колебательности.

2. Результаты лабораторных экспериментальных исследований дают повод утверждать о правильности предложенных методик расчета параметров ИР, электромеханических и механических характеристик с учетом явно выраженной нелинейности индукционных резисторов.

3. Осциллограммы, снятые на реальных механизмах для существующих ре-лейно-контакторных схем управления при ступенчатом пуске и на системе АД с ИР, продемонстрировали снижение динамических нагрузок в ферме моста. Кроме того, осциллограммы, полученные для схемы с вентильным блоком синхронизации, показывают существенное увеличение демпфирующей способности в замкнутой системе по разности скоростей вращения роторов двигателей и уменьшение перекосных усилий.

Заключение

В результате проведенных исследований были решены актуальные задачи ограничения динамических нагрузок в электроприводах с двухмас-совой последовательной и параллельной электромеханической системой, объединившей многочисленную группу общепромышленных механизмов, на работу которых отрицательно влияет повышенный уровень динамических нагрузок. На основе созданной теории разработаны, исследованы и внедрены новые системы электроприводов подъемно-транспортных механизмов в условиях металлургического производства при троллейном питании. Материалы диссертации позволяют сформулировать следующие основные выводы и рекомендации:

1. Выявлены основные причины повышенного уровня динамических нагрузок и связанного с ним ущерба в группе подъемно-транспортных механизмов, работающих в металлургическом производстве в интенсивных повторно-кратковременных режимах. Показано, что анализ динамических свойств двухмассовых последовательной и параллельной электромеханических систем, необходимо проводить с учетом особенностей, присущих каждой из них, так как их математические модели существенно отличаются.

2. Наличие обнаруженной однозначной взаимосвязи между коэффициентом электромеханической связи и логарифмическим декрементом позволяет просто оценить динамические свойства исследуемой системы и установить количественные соотношения между ними. Это позволяет, используя весьма простой математический аппарат, производить анализ электромеханической связи в сложных замкнутых системах автоматизированного электропривода. Доказано, что предельное демпфирование в разомкнутом электроприводе управляемый преобразователь - двигатель двухмассовой последовательной электромеханической системы и в замкнутой системе при безынерционном преобразователе определяется лишь соотношением инерционных масс и не зависит от способа реализации.

3. Установлено, что электромагнитная постоянная времени в инерционных механизмах не всегда отрицательно сказывается на демпфирующем эффекте; для механизмов с у < 5 она может способствовать увеличению логарифмического декремента в два-три раза. Доказано, что при данном соотношении моментов инерции демпфирующий эффект однозначно опл ределяется произведением обобщенных параметров ТЭ0ТМ0П12 =©• Получены обобщенные зависимости, позволяющие при проектировании по известным параметрам системы определять динамические свойства электропривода с упругой механической связью. Разработана методика оптимизации электропривода с упругой механической связью по критерию минимума колебательности электромеханической системы в переходных процессах. При проектировании в сложных случаях для ориентировочной оценки области параметров предельного демпфирования двухмассовой последовательной электромеханической системы может быть использовано условие кэс п = 1.

4. Предложен и исследован способ снижения колебаний упругого момента в двухмассовой последовательной электромеханической системе за счет формирования фронта момента двигателя. Получены зависимости амплитуды колебаний упругого момента от параметров системы и длительности фронта при линейном, экспоненциальном и косинусоидальном законах нарастания момента двигателя, определены условия целесообразности применения того или иного фронта с целью снижения амплитуды колебаний упругого момента.

5. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны методики расчета статических электромеханических и механических характеристик, а также определения динамических свойств асинхронного двигателя с фазным ротором в различных схемах включения с индукционным резистором. Установлено, что механические характеристики экскаваторного типа на основе асинхронного двигателя с индукционным резистором в цепи ротора обеспечивает достаточно высокую демпфирующую способность. На основании полученных в работе результатов проведена разработка отрезка серии электроприводов по системе асинхронный двигатель с индукционным резистором, состоящей из десяти типоразмеров; определены их параметры, а также сформулирована область целесообразного применения. В результате выполненной работы по исследованию, разработке и эксплуатации ИР ВНИИПМАШ разрешил замену типовых многоступенчатых резисторов на ИР, письмо от тридцатого декабря тысяча девятьсот восемьдесят седьмого года за №20-16/5115.

6. Установлено, что в двухмассовой параллельной электромеханической системе, разомкнутой или замкнутой по разности скоростей двигателей увеличением жесткости механических характеристик, демпфирование неограниченно возрастает, кроме того, в замкнутых системах с увеличением коэффициента синхронизации демпфирование возрастает даже при абсолютно мягких механических характеристиках.

7. На основании разработанных теоретических положений и рекомендаций созданы оригинальные схемотехнические решения электроприводов с асинхронным двигателем с фазным ротором для различных подъемно-транспортных механизмов, базирующихся на предельной простоте и технологичности изготовления, а также обеспечивающих ограничение динамических нагрузок:

- системы двухдвигательных электроприводов для двухмассовых параллельных электромеханических систем разомкнутой и замкнутой обратной отрицательной связью по разности скоростей двигателей, а так же систему электромагнитного вала;

- систем однодвигательных электроприводов для двухмассовых последовательных электромеханических систем с индукционным резистором и комбинированным возбуждением при получении динамического торможения;

- систем с импульсно-ключевым управлением электроприводов с вен-тильно-емкостным преобразователем и с пониженными бросками моментов.

8. Разработанные технические решения находят применение на механизмах передвижения и подъема технологических магнитогрейферных, ремонт-но-монтажных мостовых кранах и конвейерах следующих металлургических предприятий: АО «НЛМК», ОАО ЛМЗ «Свободный сокол», АО «Центролит», АО «Липецкий трубный завод», АО «Липецкий тракторный завод», АО «Таганский завод» и ряд других.

В частности, на АО «НЛМК» в копровом цехе внедрены различные системы электроприводов на пятидесяти четырех механизмах передвижения и главных подъемов технологических кранов. В ЛПЦ-3 внедрены три схемы регулируемого асинхронного электропривода на механизмах главных подъемов и передвижений тележки с импульсно-ключевым управлением ремонтно-монтажных кранов. В виде разработок внедрены десять авторских свидетельств из двадцати шести полученных автором. Благодаря этому в значительной мере устранен ущерб от преждевременных выходов из строя электродвигателей, металлоконструкций ферм мостов, канатов ходовых колес подкрановых конструкций.

1. Абрамов А.Г. Размерный ряд индукционных автоматических реостатов для электродвигателей с фазным ротором // Электричество.- 1965.- №12.-С.46-49.

2. Абрамович И.И. Облегченные конструкции в краностроении // Подъем-но-транспортное оборудование / ЦНИИТЭИтяжмаш Москва, 1982.-№32.- С.48.

3. A.c. №387444 (СССР) Устройство для пуска асинхронного двигателя с фазным ротором / Шумков Е.Б., Белов Б.Л. Опубл. в Б.И.; 1973; №27.

4. A.c. №1066016 СССР, МКИ3 Н 02 Р 5/50. Многодвигательный электропривод переменного тока/ Г.Н. Котлюба, Л.Я. Теличко, В.Н.Мещеряков, В.И. Фарафонов Опубл. в Б.И.; 07.01.84; №1 (СССР). 2 е.: ил.

5. A.c. №1088095 СССР, МКИ3 Н 02 Р 7/26. Трехфазный пусковой индукционный резистор/ А.Д. Белянский, А.Г. Пономаренко, Г.Н. Котлюба, А.И. Зайцев, В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, A.B. Зотов Опубл. в Б.И.; 23.04.84; №15 (СССР). 2 е.: ил.

6. A.c. №1176436 СССР, МКИ3 Н 02 Р 5/50. Двухдвигательный электропривод/ В.Н. Мещеряков, А.Г. Пономаренко, Г.Н. Котлюба, Л.Я. Теличко, A.B. Щедринов, В.И. Фарафонов Опубл. в Б.И.; 30.08.85; №32 (СССР). -4 е.: ил.

7. A.c. №1246307 СССР, МКИ3 Н 02 Р 1/26. Трехфазный пусковой индукционный резистор/ А.И. Зайцев, В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, A.B. Зотов Опубл. в Б.И.; 23.07.84; №27 (СССР). 2 е.: ил.

8. A.c. №1277224 СССР, МКИ3 Н 01 F 7/18. Устройство для управления грузоподъемным электромагнитом/ Л.Я. Теличко, А.К. Белитченко, Л.В. Вавилов, В.Н. Мещеряков, В.И. Фарафонов . Опубл. в Б.И.; 15.12.86; №46 (СССР).-4 е.: ил.

9. A.c. №1310986 СССР, МКИ3 Н 02 Р 5/50. Двухдвигательный электропривод/ В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, A.B. Щедринов, В.И. Фарафонов, В.Б. Сайфутдинов Опубл. в Б.И.; 15.05.87; №18 (СССР). 6 е.: ил.

10. A.c. №1317628 СССР, МКИ3 Н 02 Р 5/36. Электропривод переменного тока/ А.И. Зайцев, В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, В.И. Фарафонов, Л.В. Вавилов. Опубл. в Б.И.; 15.06.87; №22 (СССР). 4 е.: ил.

11. A.c. №1377972 СССР, МКИ3 Н 02 К 17/30. Устройство для пуска асинхронного двигателя с фазным ротором/ А.И. Зайцев, В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, A.B. Щедринов, В.И. Фарафонов Опубл. в Б.И.; 29.02.88; №8 (СССР).-2 е.: ил.

12. A.c. №1410258 СССР, МКИ3 Н 02 Р 5/50. Двухдвигательный электропривод/ В.Н. Мещеряков, Л.В. Вавилов, Л.Я. Теличко, В.И. Фарафонов, Ю.Н. Сумин Опубл. в Б.И.; 15.07.88; №26 (СССР). 2 е.: ил.

13. A.c. №1387159 СССР, МКИ3 Н 02 Р 5/36. Электропривод переменного тока/ В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, В.И. Фарафонов, И.В. Пивоваров Опубл. в Б.И.; 07.04.88; №13 (СССР). 4 е.: ил.

14. A.c. №1431025 СССР, МКИ3 Н 02 Р 5/36. Электропривод переменного тока/ В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, В.И. Фарафонов, Т.Н. Котлюба Опубл. в Б.И.; 15.10.88; №38 (СССР). 4 е.: ил.

15. A.c. №1418255 СССР, МКИ3 В 66 С 1/08. Устройство для управления грузоподъемным электромагнитом/ В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, В.И.Фарафонов, В.Н. Сурков, С.Н. Трошкин . Опубл. в Б.И.; 23.08.88; №31 (СССР).-4 е.: ил.

16. A.c. №1522301 СССР, МКИ3 Н 01 F 7/18. Устройство для управления грузоподъемным электромагнитом/ А.Б. Иванов, В.Н. Мещеряков, Л.Я.

17. Теличко, В.И. Кононов, С.Н. Трошкин Опубл. в Б.И.; 31.12.87; №42 (СССР).-6 е.: ил.

18. А.С. №1525854 СССР, МКИ3 H 02 Р 7/36. Устройство для управления асинхронным электродвигателем/ А.И. Зайцев, C.B. Морозов, Л.Я. Теличко Опубл. в Б.И.; 30.11.89; №44 (СССР). 4 е.: ил.

19. А.С. №1577036 СССР, МКИ3 H 02 Р 1/26. Трехфазное индукционное сопротивление/ А.И. Зайцев, C.B. Морозов, Л.Я. Теличко, И.В. Пивоваров, В.И. Кононов, С.Н. Трошкин Опубл. в Б.И.; 07.07.90; №25 (СССР). 4 е.: ил.

20. А.С. №1614042 СССР, МКИ3 H 01 F 7/18. Устройство для управления грузоподъемным электромагнитом/ В.Н. Мещеряков, А.Б. Иванов, Л.Я. Теличко Опубл. в Б.И.; 15.12.90; №46 (СССР). 6 е.: ил.

21. А.С. №1684816 СССР, МКИ3 H 01 F 7/18. Устройство для управления грузоподъемным электроприводом/ В.Н. Мещеряков, А.Б. Иванов, Л.Я. Теличко Опубл. в Б.И.; 15.10.91; №38 (СССР). 6 е.: ил.

22. А.С. №1695484 СССР, МКИ3 H 02 Р 7/74. Асинхронный вентильный каскад/ А.Б. Иванов, В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, Т.Н. Котлюба Опубл. в Б.И.; 30.11.91; №44 (СССР). 8 е.: ил.

23. А.С. №1757076 СССР, МКИ3 H 02 Р 7/74. Асинхронно-вентильный каскад/ А.Б. Иванов, В.Н. Мещеряков, Л.Я. Теличко, Г.Н. Котлюба Опубл. в Б.И.; 23.08.92; №31 (СССР). 8 е.: ил.

24. А.С. №1791945 СССР, МКИ3 H 02 Р 1/26. Трехфазное индукционное сопротивление/ А.И. Зайцев, И.Б. Битюцкий, C.B. Морозов, Л.Я. Теличко, И.В. Пивоваров, Г.Н. Котлюба . Опубл. в Б.И.; 30.01.93; №4 (СССР). 4 е.: ил.

25. А.С. №1709489 СССР, МКИ3 Н 02 Р 7/42. Устройство для управления трехфазным асинхронным двигателем/ А.Б. Иванов, В.Н. Мещеряков, Л .Я. Теличко Опубл. в Б.И.; 30.01.92; №4 (СССР). 6 е.: ил.

26. Балашов В.П. Исследование динамических характеристик металлоконструкций мостовых кранов // Тр. ВНИИПТМАШ-1969.-Вып.7 /91/.-С.91-127.

27. Балашов В.П. Моделирование сил перекоса мостового крана // Тр. ВНИИПТМАШ- 1970.-Вып.8 /103/.

28. Балашов В.П. Нагрузки в кранах мостового типа при раздельном электроприводе механизма передвижения // Тр. ВНИИПТМАШ- 1970.-№1 /96/.-С.96-103.

29. Бессекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования,- М: Наука, 1975.- С.786.

30. Богословский А.П., Певзнер Е.М., Голев С.П. Динамическое торможение с самовозбуждением в крановых электроприводах переменного тока // Электротехника.- 1976.- №1.- С.35-37.

31. Болотин В.В. Динамическая устойчивость упругих систем.- М: Гостехиз-дат, 1956.- С.600.

32. Быков Ю.Г., Лувишис А.Л. Жесткость тяговой характеристики асинхронного двигателя с учетом ускорения ротора при срыве сцепления // Электротехника пром. сер. Тяговое и подъемно-транспортное оборудование.- 1984.-№6/86.- С. 1-3.

33. Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Тиристорные электропривода с упругими связями.- Л: Энергия, 1979.- С. 160.

34. Борцов Ю.А. Бычков А.И. Обобщенные оценки влияния упругих звеньев на динамику электроприводов и настройку регуляторов унифицированных систем // Электротехника пром. сер. Электропривод.- 1973.- №7 /24/-С.39-43.

35. Браславский И.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением.- М: Энергоатомиздат, 1988.- С.244.

36. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов- 13-е изд., исправленное.- М: Наука, 1986.-С.544.

37. Бургин Б.Ш. Анализ амплитудно-частотной характеристики электропривода с упругой связью при варьировании параметров электромеханической системы // Электротехника пром. сер. Тяговое и подъемно-транспортное электрооборудование 1984.-№6 /96.- С. 1-3.

38. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе.- 6-е изд. исправленное.- М.: Энергия, 1977.- С.432.

39. Власов В.Г., Иванов В.Л., Тимофеева Л.И. Характеристики динамического торможения асинхронных двигателей с индукционным сопротивлением // Электротехника.- 1971.- №12,- С.46-49.

40. Власов В.Г. Экспериментальные исследования и методика расчета асинхронных двигателей с индукционным сопротивлением в цепи ротора // Электротехника пром. сер. Электропривод.- 1967.- №293.- С.3-6.

41. Власов В.Г., Иванов В.Л., Тимофеев Л.И. Взрывозащищенный торостор-ный электропривод переменного тока.- М: Энергия, 1977.- С. 160.

42. Влияние насыщения на динамику электропривода с индукционным двигателем / ВЦП.- № 11-50823.- Москва, 1985.-С.29.-Пер. ст. Melkebeek J.А.А., Novothy D.W. Из журнала: IEEE + Transactionson.- 1983.- Vol.19, №5.- P.671-681.

43. Воскобойников Б.А. Применение индукционных реостатов для крановых электроприводов // Пром. энергетика. 1976. - №11. - С.25-27.

44. Вудсон Г., Уайт Д. Электромеханическое преобразование энергии. М.: Энергия, 1964.-С. 527.

45. Герасимяк Р.П., Параил В. А. Электроприводы крановых механизмов. — М.: Энергия 1970. - С. 136.

46. Герасимяк Р.П. Тиристорный электропривод для кранов. М.: Энергия -1978.-С. 112.

47. Герасимяк Р.П.Динамика асинхронных электроприводов крановых механизмов. М.: Энергоатомиздат - 1986. - С. 168.

48. Герасимяк Р.П., Койчев В. С. Динамика электромеханической системы механизма подъема тяжелых козловых кранов// Изв. вузов. Электромех. 1982. -№3.- С. 309-313.

49. Грузоподъемные машины: Учебник для вузов по специальности «Подъ-емно-транспортные машины и оборудование»/ М. П. Александров, Л.Н. Колобов, И. А. Лобов и др. М.: Машиностроение - 1986. - С. 400.

50. Давыдов И. В. Индукционные сопротивления в электроприводах грузоподъемных устройств морских портов// Инж. сооруж. и оборудов. Мор. Портов. М. - 1985. - С. 83-86.

51. Данилов П. Е. Расчет механических характеристик асинхронного двигателя с трехфазным мостовым выпрямителем в роторной цепи// Электро-техн. пром-ть. Сер. Электропривод. 1979. - Вып. 9(80) - С. 4-8.

52. Данилов П. Е. Электромеханические соотношения в асинхронном электроприводе с управлением в цепи выпрямительного тока ротора// Науч. тр./Моск. энерг. ин-т.- 1983.-Т. 611.-С. 24-32.

53. Дурнев В.И., Танатар А.И., Романча А.И., Электропривод крановых механизмов с использованием режима динамического. Механизация и автоматизация пр-ва. - 1982. - №1 - С. 16-17.

54. Егоров В. Н., Шестаков В. М. Динамика систем электропривода. Д.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение - 1983. - С. 216.

55. Зайцев В.И., Морозов С.В., Теличко Л.Я. Исследование на ЭВМ динамики асинхронного электропривода подъема мостового крана.- Москва, 1989.- №1.- С.174.

56. Иванов В. А., Ющенко A.C. Теория дискретных систем автоматического управления. М.: Наука - 1983. - С. 336.

57. Импульсный регулированный электропривод с фазным электродвигателем/ Э.В. Шикуть, М.И. Крайцберг, П.А. Фукс, А.Э. Газганов. М.: Энергия - 1972.-С. 104.

58. Ильинский Н. Ф. Электроприводы постоянного тока с управляемым моментом. -М.: Энергоатомиздат-1981.-С.144.

59. Ильинский Н. Ф., Рожановский Ю. В., Горнов А. О. Энергосбережения в электроприводе. М.: Высшая школа - 1989. - С. 127.

60. Иванов А.Б., Теличко Л.Я. Формирование темпа изменения момента двигателя с целью снижения упругих колебаний в двухмассовой системе // Изв. вузов. Электромеханика.- 1991.- №2.- С.47-50.

61. Йордан С., Раймон Р. Модернизация систем электропривода крановых механизмов// Электромашиностроение и электрооборудование Киев, 1983. - Т.36. - С. 61-64.

62. Казак С.А. Динамика мостовых кранов. М.: Машиностроение -1968.-С. 332.

63. Калантаров П. Д., Цейтлин J1. А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. JL: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение - 1986. - С. 488.

64. Квартальнов Б. В. Динамика электропривода с упругими связями. Л.: Энергия, Ленинградское отделение - 1965. - С. 87.

65. Кикин А. И. и др. Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий. М.: Стройиздат - 1984. - С. 301.

66. Клемин-Шаронов В. А., Тищенко В. Н. Многодвигательный электропривод с электрической связью асинхронных машин// Электротехника. -1975.-С. 4-7.

67. Ключев В. И. Ограничение динамических нагрузок электропривода. -М.: Энергия 1971.-С. 319.

68. Ключев В. И., Терехов В. М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов М.: Энергия - 1980. - С. 360.

69. Ключев В. И. Анализ электромеханической связи при упругих колебаниях в электроприводе// Электричество 1971. - №9 - С. 47-51.

70. Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат - 1985. -С. 560.

71. Ключев В.И. Автоматизация реверсивных электроприводов подъемно транспортных машин. М: Энергия, 1966. - С.98.

72. Ключев В.И., Теличко Л.Я. Оптимизация электропривода с упругой связью по критерию минимума колебательности в переходных процессах // Электричество-1977.- №1.- С.38-43.

73. Ключев В.И., Яковлев В.И., Теличко Л.Я., Усманов A.M., Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Динамика электромеханических систем автоматизированного электропривода с упругими механическими связями // Электричество. 1973. - №3 - С.40-46.

74. Ключев В. И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат - 1998. - С. 704.

75. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Основы электропривода. С.-П.: Энергоатомиздат, 1994. - С. 496

76. Котлюба Г.Н., Теличко Л.Я., Фарафонов В.И., Завражина И.В. Методика расчета индукционных резисторов в цепи ротора асинхронного двигателя / Липецкий межотраслевой террит. центр научно-техн. инф. и пропаганды.-Липецк, 1982.- №69-82.-С. 1-4.

77. Котлюба Г.Н., Романовский Д.М., Теличко Л.Я., Фарафонов В.И. Система выравнивания переноса моста крана / Липецкий межотраслевой террит. центр научно-техн. инф. и пропаганды.- Липецк, 1982.- №9-82НТД.-С.1-4.

78. Костенко М. П., Пистровский Л. М. Электрические машины. Часть I. 2-е изд. - М. - Л.: Энергия - 1964. - С. 544.

79. Котляревский Б.А., Микитченко А.Я., Мещеряков В.Н., Теличко Л.Я. Исследование динамических режимов электромеханических систем мостовых кранов // Электромагнитные поля и режимы работы электромеханических систем / Труды ФПИ.- Фрунзе, 1986.- С.94-101.

80. Кравченко А. Н., Нижник Л. П. Электродинамические расчеты в электротехнике. Киев: Техника - 1977. - С. 184.

81. Крановое электрооборудование. Справочник под редакцией A.A. Рабиновича. М.: Энергия - 1979. - С. 240.

82. Курдюмов А.Г., Теличко Л.Я. Анализ системы электропривода источник тока-двигатель по критерию минимума колебательности в переходных процессах с упругой механической связью // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. -1978. Вып. 106. - С.60-65.

83. Курдюмов А.Г., Теличко Л.Я. Оптимизация электромеханической связи в системе источник тока-двигатель // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. -1978.-Вып. 106.-С.66-69.

84. Лобов Н. А. Динамика грузоподъемных кранов. М.: Машиностроение -1987.-С. 160.

85. Марголин Ш. М., Точная остановка электроприводов. М.: Энергоатом-издат- 1984. - С. 104.

86. Масандилов Л. Б., Москаленко В. В. регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. 2-е изд. - М.: Энергия - 1978. - С. 96.

87. Мещеряков В.Н., Морозов C.B., Теличко Л.Я. Расчет параметров индукционных сопротивлений для асинхронного двигателя с фазным ротором // Изв. вузов СССР. Электромеханика.- 1989.- №3.- С.50-52.

88. Мещеряков В.Н., Теличко Л.Я. Повышение демпфирующей способности двухдвигательного упругосвязанного электропривода // Электрооборудование промышленных установок: Межвуз. сб. тр./ Горьков. политех, институт.- Горький, 1989.- С.6-9.

89. Мещеряков В.Н., Теличко Л.Я. Ограничение динамических нагрузок асинхронных электроприводов механизмов передвижения мостовых кранов // Актуальные проблемы электроэнергетики: Тез. докл. науч. техн. конф./ Горьк. политех, ин-т.- Горький, 1986.- С.64-65.

90. Микитченко А.Я., Присмотров Н.И., Теличко Л.Я. Анализ демпфирующей способности электропривода при периодических возмущениях // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. -1976. Вып.93. - С.65-70.

91. Морозов C.B., Теличко Л.Я. Асинхронный электропривод с искусственной коммутацией в цепях статора и ротора // Автоматизированный электропривод. М., Энергоатомиздат, - 1990. - С.88-93.

92. Морозов C.B., Теличко Л.Я. Ограничение динамических нагрузок электропривода подъема мостового крана // Актуальные проблемы электроэнергетики: Тез. докл. науч. техн. конф./ Горьк. политех, ин-т.- Горький, 1986.- С.63-64.

93. Морозов C.B., Теличко Л.Я. Асинхронный электропривод статора и ротора // Тез. докл. X Всесоюзной науч. техн. конф. по проблемам автоматизированного электропривода (Воронеж, 1987).- М: Информэлектро, 1987.- С.67.

94. Нейман Л. Р. Поверхностный эффект в феромагнитных телах. М. -Л.: Госэнергоиздат - 1949. - С. 190.

95. Опыт эксплуатации мостовых кранов с устройствами электродинамического торможения/ Дурнев В. И., Романча А. А., Танатар А. И. и др. -Промышленная энергетика. 1986. -№2. - С. 13-15.

96. Отчет «Исследование и разработка мироприятий по увеличению долговечности кранов и подкрановых конструкций пролета «А Б» склада горячекатаных рулонов ЛПЦ-3 АО НЛМК. - М.: ТОО СТРОЙМАШ» -1997. - С. 108, ил. (Договор 5090-1112/120 от 01.04.1995).

97. Парницкий А. Б., Шабанов А. П., Лысяков А. Г. Мостовые краны общего назначения. М.: машиностроение - 1971. - С. 352.

98. Перельмутер M. М. Некоторые особенности расчета электроприводов крановой тележки// Электричество 1976. - С. 52-55.

99. Переходные процессы в асинхронном электроприводе с импульсно-ключевым регулированием/ В. А. Барышников, П. Е. Данилов, Е.М. Певзнер, С. П. Голев// Электротехн. промышленность. Сер. Электроприводов. 1984. - Вып. 9(131). - С. 1-4.

100. Петров Л. П. Управление пуском и торможением асинхронных двигателей. М.: Энергоиздат - 1981. - С. 134.

101. Пивоваров И. В., Мишин Н. И. Индуктивные резисторы в роторных цепях коксовых машин// Кокс и химия. -1984. №9. - С. 33-34.

102. Потапов В. Д., Петрова И. В. Параллельная работа на общий вал нескольких электроприводов постоянного тока// Электричество 1972. -№7.-С. 62-63.

103. Присмотров Н.И., Теличко Л.Я. Демпфирующая способность автоматизированного электропривода с упругой механической связью // Тр. ин-та / Моск. энерг.ин-т. -1975. № 23. - С.23-26.

104. Развитие асинхронных тиристорных электроприводов с фазовым управлением крановых механизмов/ А. Г. Яуре, А. П. Богословский, З.С. Волкова и др.// Автоматизированный электропривод. М.: Энергия -1980.-С. 299-305.

105. Рапутов В. М. Электрооборудование металлургических кранов. 2-е изд. - М.: Металлургия - 1977. - С. 248.

106. Расчет и моделирование электрических устройств с учетом поверхностного эффекта. Труды ЛПИ под редакцией К. С. Демирчина. М. - Л.: Энергия - 1986. - №273. - С. 152.

107. Система импульсно-ключевого управления для крановых механизмов/

108. B. С. Боев, С. П. Голев, Л. И. Лампер и др.// Электротехн. промышленность. Сер. Электропривод. 1982. - Вып. 3(101). - С. 24-28.

109. Рассудов Л. Н., Мядзь В. Н. Электроприводы с распределенными параметрами механических элементов. Л.:Энергоатомиздат - 1987.1. C. 248.

110. Симонов Ю.М., Попов Б.В., Теличко Л.Я. Наладка систем подчиненного регулирования электроприводов постоянного тока // Тр. ин-та / Смоленского филиала Моск. энерг. ин-т- 1972. Вып.53. - С. 19-24.

111. Сиротин А. А. Автоматическое управление электроприводами. М.: Энергия - 1969.-С. 560.

112. Соколов М. М.,Масандилов Л. Б., Фесенко Ю. И. и др. Динамика и демпфирование колебаний при работе электроприводов механизма перемещения// Электричество 1976. - №5. - С. 23-27.

113. Соколов M. М., Шинянский А. В., Москаленко В. В., Яуре А. Г. Состояние и перспективы развития автоматизированного электропривода подъемно-транспортных механизмов // Электричество 1973. - №3. -С. 26-29.

114. Статистические и динамические свойства тиристорного асинхронного электропривода на базе машины с индукционными устройствами в роторе/ Зеленов А. Б., Шевченко И. С., Ризун В. И., Горбенко Д. Ф.// Электротехника. 1975. - №5.

115. Строжко С. П. И др. Тиристорный асинхронный электропривод с линейными индукционными сопротивлениями в цепи ротора двигателя // Горн. Электромех. И автоматика. Киев. - 1982. - №41. - С. 133-137.

116. Строжко С. П., Погорельченко А. А. Расчет статических характеристик асинхронного двигателя с тиристорами в цепи статора и индукционным сопротивлением в цепи ротора на ЭЦВМ // Регулируемые асинхронные двигатели. Киев - 1983. - С. 12-21.

117. Теличко Л.Я., Морозов C.B. Методическое указание к лабораторной работе «Исследование демпфирующей способности электропривода с учетом упругих механических связей» // ЛПИ.- Липецк, 1987.- С. 12.

118. Теличко Л.Я. Ограничение раскачивания грузов при работе механизмов передвижения и поворота кранов // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. 1972. - Вып. 58. -С.48-53.

119. Теличко Л.Я. Оценка демпфирующей способности электроприводов с упругими связями без учета индуктивности // Тр. ин-та / Фрунз. политехи. ин-т. 1973. - Вып.67. - С.37-45.

120. Теличко Л.Я. Влияние индуктивности силовых цепей на демпфирование упругих механических связей в электроприводе индуктивности // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. 1973.- Вып.67.-С.45-52.

121. Теличко Л.Я. Способы увеличения демпфирующей способности электропривода индуктивности // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. 1974.-Вып.77.- С.53-59.

122. Теличко Л.Я. Оптимизация демпфирующей способности электропривода с упругой механической связью индуктивности // Тр. ин-та / Фрунз. политехи, ин-т. 1975.- Вып.89.- С.38-43.

123. Теличко Л.Я., Щедринов A.B., Мещеряков В.Н. Исследование динамики электромеханической системы механизма передвижения мостового крана // Изв. вузов СССР. Электротехника.- 1984.- №7.- С. 109-112.

124. Теличко Л.Я., Мещеряков В.Н., Пономаренко А.Г. Модернизация электроприводов механизмов передвижения крана // Техническая электродинамика.- 1984.- №3.- С. 105.

125. Теличко Л.Я., Мещеряков В.Н. Настройка электропривода для уменьшения перекоса крана // Электротехника.- 1984.- №11.- С.22-24.

126. Теличко Л.Я., Щедринов A.B., Мещеряков В.Н. Исследование электромеханической системы механизма передвижения мостового крана // Электропривод промышленных установок роботов и манипуляторов: Межвуз. сб. тр./МЭИ.- Москва, 1984.- №30.- С.81-87.

127. Теличко Л.Я., Щедринов A.B., Мещеряков В.Н. Снижение нагрузок на электродвигатели привода передвижения моста крана //Энергосбережение в электрическом приводе: Межвуз. сб. тр./ МЭИ.-Москва, 1985.- №55.- С.150-156.

128. Теличко Л.Я., Щедринов A.B., Мещеряков В.Н. Ограничение нагрузок в металлоконструкциях мостовых кранов путем синхронизации скоростей приводных двигателей // Изв. вузов СССР. Электромеханика.-1986.- №3.- С.93-98.

129. Теличко Л.Я., Ченцов К.Ю. Сравнительный анализ динамических процессов в прокатной клети при использовании электроприводов с синхронным и асинхронным двигателями // Тез. докл. научно-техн. конф. / ЛГТУ.- Липецк,1999.- С.13-16.

130. Теличко Л.Я., Быков Г.Е. Пути модернизации подъемника УСТК с целью улучшения его энергетических показателей // Тез. докл. научно-техн. конф./ ЛГТУ.- Липецк,1999.- С.57-60.

131. Теличко Л.Я., Фарафонов В.И. Ограничение динамических и электрических нагрузок приводов кранов и подъемно-поворотных столов: Отчет о НИР / ЛПИ, №ГР 0182.5048017.- Липецк, 1982.- 118с.

132. Теличко Л.Я., Мещеряков В.Н., Фарафонов В.И. Модернизация электропривода конвейера // Динамические режимы работы электрических машин и электроприводов. Часть 2: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конференции. Днепродзержинск, 1985.- С.37.

133. Теличко Л.Я., Мещеряков В.Н. Асинхронный электропривод механизмов передвижения кранов // Регулируемые электродвигатели переменного тока: Тез. докладов Всесоюзн. науч. техн. конф.- Владимир, 1987.- С.14.

134. Теличко Л.Я., Иванов А.Б., Мещеряков В.Н., Морозов C.B. Исследование, разработка и внедрение новых систем электропривода подъемно-транспортных механизмов: Отчет о НИР / ЛПИ, №ГР 0186.0037095.- Липецк, 1988.- 85с.

135. Теличко Л.Я., Иванов А.Б., Мещеряков В.Н., Морозов C.B. Разработка, наладка и внедрение электроприводов переменного тока монтажных кранов: Отчет о НИР / ЛПИ, №ГР 0190.0060839.- Липецк, 1991.- 101с.

136. Теличко Л.Я., Иванов А.Б., Мещеряков В.Н., Морозов C.B. Исследование асинхронного электропривода с тиристорными системами управления: Отчет о НИР / ЛПИ, №ГР 0191.0052509.- Липецк, 1992,- 30с.

137. Теличко Л.Я., Ченцов К.Ю. Методическое указание к курсовому проекту по теории электропривода // ЛГТУ Липецк, 1998.- С.26.

138. Тищенко В. Н. Математическое описание и исследование переходных процессов многодвигательного электропривода с электрической связью асинхронных машин// Электротехника. 1978. - №7 - С. 30-33.

139. Тищенко В. Н. Исследование динамики грузоподъемных кранов с электрической связью роторов приводных двигателей// Электротехника. 1979.-№7-С. 20-23.

140. Тищенко В. Н., Анищенко Н. В., Шамардина В. Н. и др. Влияние электрической связи роторов приводных двигателей на динамику грузоподъемных кранов с нелинейными упругими элементами// Изв. вузов СССР. Электромеханика. 1983. - №4. - С. 55-59.

141. Тищенко В. Н., Шамардина В. Н. Динамика много двигательных асинхронных электроприводов грузоподъемных кранов при нарушении сцепления приводных колес с рельсами// Электротехн. пром. Электропривод. 1983.-№9/119.-С. 13-16.

142. Тищенко В. Н., Образумов В. Р. Моделирование асинхронного электропривода грузоподъемных механизмов в режиме динамического торможения с самовозбуждением// Изв. вузов. Электромеханика. 1986. -№10.-С. 45-51.

143. Третьяков A.B., Теличко Л.Я., Ченцов К.Ю., Басуров A.B. Анализ динамических процессов в прокатной клети при использовании электропривода с синхронным и асинхронным двигателем // Технология машиностроения / ЛГТУ.- Липецк, 1999.- С. 114-120.

144. Усманходжаев И. М., Сагитов П. И. Системы согласованного вращения асинхронных двигателей// Электротехника. 1976. - №2. - С. 46-51.

145. Фарафонов В.И., Мещеряков В.Н., Теличко Л.Я. Асинхронный привод механизмов передвижения мостовых кранов с динамическим торможением // Промышленная энергетика,- 1990.- №3.- С.26-28.

146. Цехнович Л. И., Харлан Б, А. О динамики электропривода постоянного тока с массивной упругой связью. М. Электричество. - 1977, - С. 43-48.

147. Чиликин М. Г., Ключев В. И., Сандлер А. С. Теория автоматизированного электропривода. М.: Энергия. - 1979. - С. 614.

148. Чиликин М. Г., Соколов М. М., Шинянский А. В. Асинхронный электропривод с дросселями насыщения. М.: Энергия. - 1964. - С. 239.

149. Шиянов А. И. Электропривод переменного тока с несинусоидальными фазными токами// Тез. докл. X Всесоюзн. науч.-техн. конф. по проблемам автоматизированного электропривода, г. Воронеж 15-17 сент. 1987 г./ М.: Информэлектро 1987. - С. 1-2.

150. Шиянов А. И. и др. Схемы управления перегрузочных манипуляторов атомных электростанций с ВВЭР. М.: Информэлектро. - 1987. - С. 176.

151. Шумков Е. Б., Белов Б. А., Котов Г. Н. Новая конструкция индукционного реостата для пуска асинхронных двигателей// Промышленная энергетика. 1972. - №1. - С. 88-93.

152. Шумков Е. Б., Епифанов В. П., Завьялов Н. С. Энергетические особенности электроприводов с индукционными реостатами// Промышленная энергетика. 1979. - №1. - С. 26-28.

153. Шумков Е. Б., Соловьев Н. Н. Электрическое оборудование и автоматика подъемно-транспортных машин. М.: Транспорт. - 1980. - С. 272.

154. Шумков Е. Б. Энергетика электроприводов портовых перегрузочных машин. М.: Транспорт. - 1984. - С. 272.

155. Электрооборудование кранов. Богословский А. П., Певзнер Е. И., Се-мерня Н. Ф. и др. М.: Машиностроение. - 1983. - С. 310.

156. Яуре А. Г., Шафиров 3. Е. Применение асинхронных короткозамкну-тых двигателей для механизмов передвижения грузоподъемных кранов// Электротехника. 1984. - №8. - С. 29-31.

157. Экспериментальное исследование мостового однобалочного крана с консольной грузовой тележкой/ Н. А. Лобов, М. М Рунов, А. Ш. Дзехцер и др.// Крановые механизмы и металлоконструкции. М. - 1984. - С. 11-27.

158. Bhagwat R. T., Bedford R. E., Revankar G. N. Analysis of thu ristor controlled slip ring induction motor with saturistor in rotor circuit// J. Inst. Eng. (India). Elec. Eng. Div. 1981. - V. 61. - №4. - P. 156-162.

159. Dispositif de commande d'an moteur a courent alternativ. Francais Patent, №7523413, H02 P 1/26 / Krichevsky M. 1975.

160. Hager K. Ein neuer Regelantrib fur Hebezeuge mit fodern und heben // Kafigoufer Motoren. - 1980. - №10. - S. 377-379.

161. Kameswaran T. M. Speed control of induction motor // J. Inst. Eng. (India). Elec. Eng. Div. 1981. - V. 60. - №3. - P. 98-101.

162. Stromrichtsteuerungen fur Kranantriebe // Elek. Anz. 1986. - №10. - S. 45-46, 48.

163. Sybbayyan Dr. R., Kameswaran T. M. Dynamic braking of induction motor using saturistor // J. Inst. Eng. (India). Elec. Eng. Div. 1982. - V. 63. -№2.-P. 65-69.

164. Zonderman Ir. H., Bolt Ir. T. A. Highly reliable variable speed control with as-slipringmotors for heavy duty mill and harbour cranes // 2nd Int. Conf. Elec. Variable Speed Drive, London. - 1979. - P. 5-10.