автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Преобразователи частоты с улучшенными энергетическими показателями для электропривода стригальных машинок

На правах рукописи

Ядыкин Виктор Семенович

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ С УЛУЧШЕННЫМИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА СТРИГАЛЬНЫХ МАШИНОК

Специальность: 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ставрополь - 2003

Диссертационная работа выполнена в Ставропольском технологическом институте сервиса (филиал) ЮРГУЭС

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент

Лоскутов Евгений Данилович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Оськин Сергей Владимирович

(КубГАУ)

кандидат технических наук, доцент

Юндин Михаил Анатольевич (АЧГАА)

Ведущее предприятие:

Ставропольский государственный аграрный университет

Защита состоится «11 » июля 2003 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.001.01 при ФГОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия»

Адрес : 347740, Ростовская область, г. Зерноград, ул. Ленина 21. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АЧГАА.

Автореферат разослан « 9 » июня 2003 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета ^^ Н.И.Шабанов

доктор тех»------------

профессор

доктор технических наук,

In ¿7

' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность темы. Электромашинные преобразователи частоты ИЭ-9405, ИЭ-9406, эксплуатируемые многие годы в овцеводческих хозяйствах России, имеют низкий к.п.д. и крутопадающие внешние характеристики, а нестабильность и несинусоидальность выходного напряжения преобразователей ведет к перегреву обмоток встроенного в ручку стригальной машинки электродвигателя, что приводит к снижению производительности труда стригалей и существенному сокращению срока службы электродвигателя.

В последнее время широкое распространение получили статические преобразователи частоты, выполненные на базе полупроводниковых модулей. Однако вентильные преобразователи создают дополнительные потери в сети электроснабжения как за счет высших гармоник тока, так и низкого коэффициента мощности, что определяет проблему поиска рациональных способов и средств преобразования параметров электрической энергии.

Таким образом, как с научно-теоретической, так и с практической точек зрения следует признать необходимость исследований актуальных вопросов разработки способов и средств преобразования электрической энергии, позволяющих улучшить показатели энергетических устройств, создать на этой основе преобразователи частоты с высокими энергетическими и эксплуатационными характеристиками для электропривода стригальных машинок, что и определило выбор темы настоящего диссертационного исследования, его цель и задачи.

Целью диссертационной работы является научное обоснование схемных решений преобразователей частоты с улучшенными энергетическими показателями и создание на этой основе преобразователей частоты для электропривода стригальных машинок с улучшенными эксплуатационными и массогабаритными характеристиками.

В соответствии с целью были поставлены и решены следующие задачи:

- научное обоснование новых схемных решений конструкций преобразователей частоты для стригальных машинок;

- определение степени влияния на рабочие характеристики и нагрев электродвигателя стригальной машинки отклонения номинальных значений напряжения и частоты, а также несинусоидальности выходного напряжения преобразователей;

- разработка математической модели преобразователя частоты и создание на этой основе пакета прикладных программ для исследования статических и динамических характеристик системы «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель» с учетом несинусоидальности напряжения, подаваемого на обмотки двигателя от преобразователя;

- сравнение расчетных значений основных характеристик преобразователя частоты с экспериментальными данными, и оценка адекватности выведенных зависимостей экспериментальным характеристикам;

- оценка влияния ферромагнитно-вентильных преобразователей на качество напряжения питающей сети;

- ощ)еделение конкурентоспособности разработанных преобразогател^^ь Н л Я сравнении с однородными серийно выпускаемыми изделк^Ай'.,БИБ^ИОТЕКд

i С.Петер^грг ц. у

\ ОЭ ме^мгтУЛ

Объект исследования - преобразователи частоты с управляемыми силовыми вентилями для электропривода стригальных машинок.

Предметом исследования являются закономерности преобразования частоты при различных схемных и конструктивных решениях преобразовательных устройств, их влияние на работу стригальных машинок.

Методы исследования. В диссертации был использован ряд конкретных методов: классификации, статического наблюдения, сравнительного и факторного анализа, математического планирования эксперимента, физического и математического моделирования и др.

Научная новизна работы. Заключается в развитии теоретических основ преобразователей частоты, разработке модели функционирования системы .«преобразователь - двигатель» и методического обеспечения оценки углов включения вентилей.

Основные научные результаты, характеризующиеся новизной, заключаются в следующем:

- теоретические положения построения системы «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель» с измененным конструктивным исполнением статорной обмотки двигателя, на основе которых созданы преобразователи частоты для электропривода стригальных машинок с улучшенными энергетическими, эксплуатационными и массогабаритными показателями;

- математическая модель системы «вентильный преобразователь -асинхронный двигатель» с пакетом прикладных программ для исследования статических и динамических характеристик асинхронного двигателя, учитывающая несинусоидальность питающего напряжения;

- методика определения оптимальных углов включения вентилей, максимального коэффициента мощности ферромагшггно -вентильных преобразователей частоты и минимального коэффициента искажения синусоиды питающего напряжения.

Техническая новизна работы подтверждена тремя авторскими свидетельствами и тремя патентами на изобретения.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

- разработанные и предложенные конструкции преобразователей частоты на базе системы «вентильный преобразователь - трансформатор» и «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель» доя электропривода стригальных машинок имеют более высокий КПД и коэффициент мощности, позволяющие уменьшить энергозатраты на стрижку, лучшие качественные показатели выходного напряжения в сравнении с выпускаемыми в настоящее время преобразователями частоты ИЭ-9405. Это позволяет повысить производительность труда стригалей и уменьшить нагрев электродвигателя стригальной машинки;

- пакет прикладных программ для расчетов статических и динамических • режимов работы системы «вентильный преобразователь - асинхронный

двигатель» с учетом несинусоидальности питающего напряжения может быть использован в научных исследованиях и инженерных расчетах преобразовательных устройств. На защиту выносятся следующие положения:

- " результаты исследования влияния отклонения выходных параметров

преобразователей частоты от номинальных значений на. характеристики

электропривода стригальных машинок и нагрев обмоток электродвигателя;

- математическая модель «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель»;

- способы улучшения энергетических показателей преобразователей частоты за счет новых схемных решений и выбора оптимальных углов включения и выключения вентилей;

- конструкция преобразователя частоты для стригальных машинок на основе системы «вентильный преобразователь - трансформатор»;

- конструктивное исполнение источника питания для стригальных машинок на основе системы «вентильный преобразователь -асинхронный двигатель».

Апробация результатов исследования. На основе результатов проведенных исследований разработаны и изготовлены опытные образцы ферромагнитно-венпшьных преобразователей частоты (ФВПЧ), которые после лабораторных испытаний были внедрены в ряде хозяйств Ставропольского края.

Модель электропривода повышенной частоты и пакет прикладных программ по расчету статических и динамических характеристик асинхронного двигателя при питании от вентильного преобразователя используются в учебном процессе Ставропольского технологического института сервиса в лекционных курсах и на практических занятиях по дисциплинам «Электротехника и электроника» и «Электропривод».

Публикации результатов работы. Результаты проведенных научных исследований ио теме диссертации отражены в 15 печатных работах, в том числе в 6 авторских свидетельствах и патентах на изобретения.

Основные положения и результаты исследования докладывались на научно - технических конференциях:

- Северо-Кавказского государственного технического университета, 1985 -2003 гг.;

- Ставропольского государственного аграрного университета, 1989 - 2003 гг.;

- Челябинского института механизации и электрификации сельского хозяйства, 1989 - 1990 гг.;

- МЭИ, г. Москва, 1989 г.

- СТИС (филиал) ЮРГУЭС, г. Ставрополь, 2000-2003 г.

Объем и структура диссертации. Композиционно работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, приложений, изложена на 178 страницах, включает 96 рисунков, 7 таблиц, библиографический список из 92 наименований, 25 страниц приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, изложено состояние вопроса, цель и задачи исследования, сформулированы основные положения выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены требования, предъявляемые к преобразователям частоты, используемых на стригальных пунктах.

Аналитический обзор конструкций и характеристик преобразователей частоты, выпускаемых промышленностью, которые эксплуатируются в овцеводческих хозяйствах, позволили выявить основные недостатки и определить перспективы совершенствования преобразователей частоты с целью улучшения энергетических и массогаб аритных показателей.

Сельские сети характеризуются частыми довольно резкими колебаниями напряжения, отрицательно влияющими на работу многих электроприемников, в том числе и на электромашинные преобразователи, которые даже при номинальном напряжении в сети имеют недостаточно жесткую внешнюю характеристику. При коэффициенте мощности стригальной машинки 0,7 к элекгромашинному преобразователю можно подключать нагрузку, составляющую лишь 43% от номинальной.

Уменьшение напряжения в сети на 8,6% приводит к уменьшению выходного напряжения преобразователей на 9%. В период проведения производственных испытаний наблюдались колебания напряжения в сети от 350 В до 430 В, что соответствует отклонениям от -7,9% до +13,2%. Выходное напряжение электромашинного преобразователя частоты изменялось от 48 В до 30 В (при номинальном напряжении в сети на холостом ходу оно составляло 42 В).

Повышение напряжения приводило к перегреву обмоток двигателя стригальных машинок, которые заменялись через каждые 30-40 минут работы. В результате стригалю приходилось оперировать двумя машинками. Понижение напряжения до 32-33 В приводило к неуспешным запускам, самопроизвольной остановке наиболее нагруженных машинок и нарушению нормального течения производственного процесса.

Этот недостаток принципиально неустраним при использовании электромашинных преобразователей, поскольку в них не предусмотрена регулировка выходного напряжения.

Кроме того, несинусоидальность кривой выходного напряжения преобразователя приводит к дополнительному нагреву обмоток статора двигателя стригальной машинки за счет высших гармоник напряжения.

Указанные недостатки приводят к значительному нагреву обмоток двигателя стригальной машинки, и, соответственно, сокращению срока службы машинки.

Другим существенным недостатком электромашинных преобразователей является необходимость постоянного и тщательного контроля над состоянием токосъемников. Даже при небольшой подработке подшипниковых узлов биение вала приводит к искрению между щетками и кольцами коллектора.

Возникла объективная необходимость в создании простых и надежных в эксплуатации преобразователей частоты с высокими энергетическими показателями, отвечающих современным требованиям.

На основе проведенного анализа состояния вопроса была выдвинута рабочая гипотеза: разработка новых схемных решений, позволяющих улучшить энергетические, эксплуатационные и массогабаритные показатели преобразователей частоты за счет использования силовых управляемых вентилей.

Во второй главе дан обзор конструкций, схемных решений и функциональных возможностей электромашинных и статических преобразователей частоты, рассмотрены теоретические положения по

улучшению энергетических, эксплуатационных и массогабаритных -показателей преобразователей частоты для стригальных машинок.

Сделан анализ наиболее перспективных схем преобразователей частоты для стригальных машинок. На рисунке 1 представлена блок -схема ферромагнитно-вентильного преобразователя частоты, выполненного на базе системы «вентильный преобразователь - трансформатор» (ВП-Т).

Принцип формирования напряжения повышенной частоты заключается в следующем: обмотки силового трансформатора с помощью полупроводниковых управляемых вентилей, работающих в ключевом режиме, подключаются к фазному и линейному напряжению источника питания таким образом, что в выходных обмотках формируется напряжение из участков синусоид питающего напряжения с частотой в 4 раза больше частоты питающего напряжения.

Принципиальная схема преобразователя частоты в четыре раза приведена на рисунке 2. Основными его элементами является трехфазный трансформатор с четырьмя первичными обмотками в каждой фазе и тиристоры по числу первичных обмоток [6].

Рисунок 1 - Блок-схема системы «вентильный преобразователь -трансформатор»

Рисунок 2 - Принципиальная схема преобразователя частоты системы

ВП-Т 50/200 Гц

Если из схемы (рис. 1) исключить силовой трансформатор (рис. 3), а обмотки статора асинхронного двигателя выполнять в виде четырех полуобмоток (рис. 4), и подключать полуобмоь. с помощью транзисторных ключей к фазному и линейному напряжению сети (рис. 5), то получим систему «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель» (ВП-АД), в которой в результате определенного алгоритма работы транзисторов в полуобмотках статора формируется ЭДС учетверенной частоты [10].

М

Ш

1М

м

|М

м

Рисунок 3 - Блок-схема системы ВП-АД

А1 Аз Аз АЖ Х?Х; ХВ> ВгВз В4У1ЪЪ У4 О СгСз Сф 2*

...........п......иии.........? цц-и

Рисунок 4 - Конструкция статорной обмотки ВП-АД

Для подключения стригальных машинок используется схема преобразователя, показанная на рис. 5. Особенностью данного устройства является то, что V* мощности стригальная машинка получает от АД, а четвертая часть мощности поступает в стригальную машинку из сети через силовой блок транзисторов в момент открытого состояния вентиля, в

результате чего увеличивается общий к.п.д. устройства.

На энергетической диаграмме (рис. 6) показаны потоки мощности в системе ВП-АД.

В отличие от распространенных схем статических преобразователей частоты, где имеется двойное преобразование энергии (выпрямление и инвертирование), что снижает к.п.д. устройства, данные преобразователи имеют лучшие энергетические показатели в результате непосредственного подключения обмоток преобразователей через ключевые элементы к напряжению сети.

В С А

Рисунок 5 - ВП-АД в режиме источника питания стригальных машинок

Р*,

С

Ж

Л

Л

"НГ"

РВП

¡г^гл!

ЭЛ1

р

М1 ЭЛ2

МЕХ

'А

Рисунок 6 - Энергетическая диаграмма ВП-АД

В преобразователях, где в качестве ключевых элементов используются транзисторы, имеется возможность отпирания и запирания вентилей в любой момент времени (рис. 7), в результате чего изменяются коэффициент мощности и коэффициент фазового сдвига преобразователя в зависимости от

относительного времени проводящего состояния и угла включения и выключения вентилей (рис. 8).

и

0 авкл авыкл ^вкл^-вы кл^'вкЛы авыкл ^Ысл ЦвыотСС*

Рисунок 7 - Временные диаграммы напряжения на обмотках преобразователя при различных углах включения вентиля

КСОЗ фг

ьмкостныи характер

Индуктивный характер

0,6 0,8 1,0 0,8 0.6 0,4 '0,2

0'

2» ! i

Си яр

3

-Л и ^ 3

Ф

ijt

Г

0,4 0,6 0,8 Рисунок 8 - Зависимости коэффициента мощности Я и коэффициента фазового сдвига cos q> от относительного времени проводящего состояния вентилей. 1 - аш>п/2, cw^rc (рис. 7,г); 2-управление, соответствующее выходному напряжению, показанному на рис. 7, в; 3-управление, соответствующее выходному напряжению, показанному на рис 7,а при сьим-п-ош

Коэффициент фазового сдвига первой гармоники напряжения на обмотке преобразователя:

coscp, =-

271^ -sin 271/др

а/СI-cos2^y +(2«; -smha'Jf где t'v - относительное временя проводящего состояния вентилей

а.

-а.

2я

(1).

(2).

Коэффициент мощности преобразователя может быть представлен в

виде

А. = vcoscp, =

2л/ -sin27rt„

■Ф ЧР

2л

где v - коэф-^щиент искажения напряжения на выходе 6П

V =

1 -С052Я/п

вт 2т'

2п

(4).

2- "р

Формирование кривой выходного напряжения ВП может производиться без запаздывания кривой основной гармоники тока по отношению к питающему напряжению, если при работе ключей использовать режимы а, б, в рисунка 7. Для режима работы вентилей согласно рис.7,в возможно опережение кривой тока по отношению к синусоиде питающего напряжения. Это имеет особенное практическое значение, так как создается возможность компенсации реактивной мощности, связанной с током намагничивания трансформатора и коммутацией вентилей, за счет емкостного характера коэффициента мощности преобразователя.

Использование данного принципа формирования выходного напряжения преобразователей частоты легло в основу авторских свидетельств на изобретения [2, 5].

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследования систем ВП-Т и ВП-АД: определены действующие значения напряжений на обмотках преобразователей частоты с учетом относительного времени проводящего состояния вентилей, определены оптимальные углы включения и выключения вентилей, влияние угла включения вевггалей на гармонический состав питающего напряжения.

Преобразователь частоты на базе системы ВП-АД может, быть представлен компонентной моделью (схемой замещения) или логической макромоделью, которая не отражая реальной конфигурации вентильного преобразователя, точно воспроизводит алгоритм его функционирования. Более предпочтительным для анализа выходных статических и динамических характеристик и энергетических показателей электропривода является второй способ моделирования ВП.

Уравнения математической модели системы ВП-АД могут быть получены из схемы обобщенной электрической машины. Исходные уравнения для системы ВП-АД целесообразно записывать в фазных координатах а, Ъ и с для статора и прямоугольных аир для ротора. Для численного решения система уравнений приводится к нормальному виду:

2/.

У

а

= К

-• 1„~

-\|/р,

.Ь»

л ' I.

' л/3

л,

Л

Ь. ь.

л

di.

ib dt

dt

1 dyra | -Уз afyp

2 dt 2 dt

oLs

f 1 УЗ 2'

dt

dt

o-L.

*

V,-

/.A - Z„

Уз

-Vp-3-

-

d<üp p\M„-Mc- signi©,))

dt У

На базе данной системы уравнений создан пакет прикладных программ, с помощью которого можно получать статические и динамические характеристики асинхронного двигателя при питании от вентильного преобразователя с несинусоидальным выходным напряжением.

Математическая модель позволяет исследовать влияние активных и индуктивных сопротивлений обмотки статора на динамические показатели машины: время разбега ¡р и кратность пускового тока к, - 1у(/Цст- Для моделирования применялся ортогональный план второго порядка. Полином для ¡р имеет вид:

/1 = 0,144 + 0,027X1 - 0,0048X2 - 0,007х21 + 0,014х22 + 0,012X1X2, (6).

Полином для кратности пускового тока к,\

Уг = 3,555 - 0,367X1 + 0,05хг + 0,067x21 - 0,183х22 - 0,075X1X2, (7).

Наиболее существенным фактором, влияющим на время разбега и на кратность пускового тока является активное сопротивление обмотки статора.

Адекватность полиномов проверялась по критерию Фишера. Были

построены «поверхности отклика» различных значений исследуемой системы ВП-АД (рис. 9).

г 0,18

tp и к для

х1 0,1В____

Активное сопротивление обмотки, о е.

Индуктивное

3,0-^__^обмотки, QJB.

0,06 о од

' 0,15

0,12

сопротивление

вч-2,4

0,18

Активное сопротивление обмотки, о е.

обмотки, o.e.

а) 6)

Рисунок 9 - «Поверхности отклика» значений tP (а) и к, (б) для системы ВП-АД

Достоверг о сть предложенной модели была подтверждена эксперимента^!«;

При исследовав.:! влияния на работу электродвигателя стригальной машинки МСУ-200 отклонений питающего напряжения от номинальных значений, были получены характеристики (рис. 10), анализ которых показал, что при снижении напряжения на 5% мощность уменьшается на 10% число оборотов - на 10%, к.п.д. - на 6%, ток, коэффициент мощности и скольжение увеличивается соответственно на 4,5%, 5 и 40%.

Рисунок 10 - Характеристики электродвигателя МСУ-200 при отклонении напряжения от номинального значения

Отклонение напряжения в ту или другую сторону от номинального значения при постоянном моменте на валу вызывает возрастание тока статора и, тем самым, повышение температуры статорной обмотки.

На рис. 11 показано отклонение превышения температуры обмотки статора в процентах при изменении напряжения от величины, соответствующей работе электродвигателя при номинальной нагрузке и номинальном напряжении:

Д/ = ^^--100%, (8).

^яом

Высшие гармоники напряжения несколько уменьшают коэффициент мощности и к.п.д. и повышают температуру электродвигателя.

Проведенные исследования электродвигателя показали, что, на каждый процент увеличения несинусоидальности кривой питающего напряжения, температура стали статора повышается на 1°С при нагрузке Р2 = 'Л Р2я и на 1,2°С при Рга-

В результате нелинейности характеристик вентильных элементов преобразователей частоты в питающую сеть вносятся искажения: появляются высшие гармоники тока и напряжения, что ведет к возрастанию потерь электроэнергии питающей сети и ухудшению качества энергии, подводимой

I !

к другим потребителям.

Рисунок 11- Относительное отклонение превышения температуры обмотки статора двигателя МСУ-200 при отклонении напряжения

На рис. 12 показаны кривые тока и напряжения в сети и их гармонический состав при работе ВП-АД. Анализ полученных кривых для различных типов преобразователей и различных режимов их работы, позволяет определить диапазоны работы ключей с минимальными искажениями сетевого напряжения.

и I

Рисунок 12- Кривые тока и напряжения в сети и их гармонический состав при работе ВП-АД

В четвертой главе представлены результаты практической проверки разработанных преобразователей частоты и проведен их сравнительный анализ с существующими на рынке.

На рис. 13,а показаны внешние характеристики исследуемых преобразователей, на рис. 13,6 - отклонения частоты выходного напряжения преобразователей в зависимости от нагрузки.

На рис. 14 показаны осциллограммы кривых выходных напряжений исследуемых преобразователей.

- fj.ru

ШЩГФВПЧсостаб

Т^ФВПЧ

без стаб

210" 200190180170Г

1 ■ 3

!

ФЕ № 1.Е \п- Г. В щ

14' 1 в

Н\ '"¡Я

* 1

• I

0 0,2

0,4 0,6 б)

0,8 Р,

Рисунок 13-Внешние характеристики преобразователей (а) и зависимость частоты от нагрузки (б) преобразователей типа ИЭ-9405,ФВПЧ, ВП-ТиВП-АД

а) б) в)

Рисунок 14 - Осциллограммы кривых выходных напряжений исследуемых преобразователей: а - ИЭ-9405, б-ВП-Т, в - ВП-АД

На рис. 15 показаны зависимости коэффициентов искажения кривой выходного напряжения от нагрузки преобразователей.

Сравнительный анализ преобразователей частоты показал:

- отклонение выходного напряжения преобразователей ВП-Т и ВП-АД достигает 3% при номинальной нагрузке, у преобразователя ИЭ-9405 -18% (рис. 13,а);

- выходная частота разработанных преобразователей не имеет отклонений при изменении нагрузки, в то время, как у преобразователя ИЭ-9405 частота снижается на 5% при номинальной нагрузке (рис. 13, б);

- коэффициент искажения кривой выходного напряжения при номинальной нагрузке преобразователя ВП-Т составляет 8%, ВП-АД -5,5%, ИЭ-9405 - 11,7% (рис. 15);

%%

16 12 8 4

\\ ;

^Г I ! ^ !

| !

> \ • j__ —1 -j—

ч | > г-

;____ . ! I и•1 ! 1 ........4-.-.J. .

| i i 1

ИЭ-9405 ВП-Т

ВП-АД

Р*.

2

0,2 0,4 0,6 0,8

Рисунок 15 - Зависимости коэффициентов искажения кривой выходного напряжения преобразователей типа ИЭ-9405, ВП-Т и ВП-АД от нагрузки

Приведенные выше характеристики дают качественный анализ данных преобразователей. Для выбора лучшего варианта этого недостаточно. Необходимо провести сравнительный анализ разработанных преобразователей с существующими на рынке.

Для оценки конкурентоспособности необходимо пройти три этапа.

Этап 1. Анализируется рынок с целью выбора образца или эталона (наиболее конкурентоспособного товара).

Этап 2. Определяются параметры сравниваемого товара и товара-образца, которые целесообразно сопоставлять.

Этап 3. Рассчитывается обобщающий или интегральный показатель относительной конкурентоспособности товара. Такой расчет основан на сравнении параметров своего товара и товара-образца.

Расчет показал, что потребительные свойства изделия ВП-АД на 6% выше, чем у существующего образца, являющегося на рынке наиболее конкурентоспособным изделием. Рентабельность разработанной системы ВП-АД на 12,6% превышает среднюю норму прибыли по предприятию, производящему однородные с разработанным изделия.

Общие выводы и результаты

1. Разработаны теоретические положения построения систем «вентильный преобразователь - трансформатор» и «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель» на основе которых созданы новые типы преобразователей частоты.

2. Расчет оптимальных углов включения вентилей и диапазона работы ключей по предлагаемой методике обеспечивает получение cos ср = 0,9 для системы «вентильный преобразователь - трансформатор», cos ср = 0,88 для системы «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель», коэффициента искажения третьей, пятой, седьмой и девятой гармоник соответственно 2,14%, 1,45%, 1,48%, 1,14%, что значительно ниже допустимых значений по ГОСТу 13109-97.

3. Сравнительный анализ разработанных преобразователей с серийным преобразователем частоты ИЭ-9405 позволил определить улучшение параметров разработанных преобразователей:

- по удельной мощности, В А/кг: ВП-Т на 14%, ВП-АД на 26%;

- по удельному объему, ВА/дм3: ВП-Т на 21%, ВП-АД на 32%.

4. Предложенная схема включения стригальных машинок в систему ВП-АД позволяет повысить КПД устройства до 0,86, что на 18% больше, чем у ИЭ-9405.

5. Разработана математическая модель преобразователя частоты, на базе которой создан пакет прикладных программ для исследования статических и динамических характеристик системы «вентильный преобразователь -асинхронный двигатель».

6. Сравнительный анализ и практическая проверка преобразователей частоты по выходным параметрам показали, что:

- выходная частота разработанных преобразователей не имеет отклонений при изменении нагрузки, в то время, как у преобразователя ИЭ-9405 частота снижается на 5% при номинальной нагрузке;

- отклонение выходного напряжения преобразователей ВП-Т и ВП-АД достигает 3% при номинальной нагрузке, у преобразователя ИЭ-9405 -18%;

- коэффициент искажения кривой выходного напряжения при номинальной нагрузке преобразователя ВП-Т составляет 8%, ВП-АД -5,5%, ИЭ-9405-11,7%;

- по параметрическим показателям ВП-Т превосходит образец на 7,5 %, ВП-АД-на 6%;

- рентабельность разработанных преобразователей на 12,6% превышает среднюю норму прибыли по предприятию, производящему однородные с разработанными преобразователями изделия.

Основные публикации по диссертации Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

1. Ядыкин B.C. Ферромагнитно-тиристорный учетверитель частоты для питания электрифицированных ручных инструментов. / B.C. Ядыкин, В.Т. Фролов, В.А. Кобозев // Устройства контроля и управления работой электрооборудования: Сб. науч. трудов / Ставропольский сельскохозяйственный институт - Ставрополь: СХИ, 1988.-С. 10-15.

2. A.c. 1513587 СССР, МКИ Н 02 М 5/16. Трехфазный умножитель частоты / B.C. Ядыкин, B.C. Фролов, Х.М. Мустафаев (СССР) - Заяв. 18.04.88; Опубл. 07.10.89, Бюл. №37.-4 е.: ил.

3. Ядыкин B.C. Непосредственный высокоскоростной электропривод. / B.C. Ядыкин, В.А. Кобозев, В.В. Коваленко // Современные проблемы электромеханики: Сб. науч. трудов / Московский энергетический институт-М.: МЭИ, 1989.-С. 101-102.

4. Ядыкин B.C. Макромоделирование непосредственного преобразователя частоты, выполненного на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. / B.C. Ядыкин, И.Ю. Седова, Л.Ю. Барткова; Ставропольский политехнический институт. - Ставрополь, 1991. -13 с.-Деп. в ВИНИТИ 28.06.91, № 2767-691.

5. A.c. 1742959 СССР, МКИ Н 02 М 5/16. Трехфазный умножитель частоты / B.C. Ядыкин, B.C. Фролов, В..И. Хомутов (СССР) - Заяв. 21.06.90; Опубл. 23.06.92, Бюл. №23.-3 е.: ил.

6. A.c. 1744777 СССР, МКИ Н 02 М 5/27. Трехфазный умножитель частоты / B.C. Ядыкин, B.C. Фролов, Х.М. Мустафаев (СССР) - Заяв. 20.11.89; Опубл. 30.06.92, Бюл. № 24. - 5 е.: ил.

7. Ядыкин B.C. Логическое моделирование умножителя частоты, выполненного на базе асинхронного двигателя с коротк озамкнутым ротором. / B.C. Ядыкин, И.Ю. Седова II Вузовская наука - СевероКавказскому региону: Материалы V регион, науч. тех. конф., Ставрополь

- Ставрополь: СевКавГТУ, 2001. - С. 9.

8. Патент 2168842 RU, С1, МПК 7 Н 02 Р 5/40, Н 02 К 47/22. Электропривод переменного тока / В.Е. Жидков, В.А. Кобозев, A.B. Панков, B.C. Ядыкин (РФ). - 2000102959/09; Заяв. 07.02.2000; Опубл. 10.06.2001, Бюл. № 16. -6 е.: ил.

9. Ядыкин B.C. Исследование способов, повышения эффективности использования энергоресурсов в объектах ЖКХ / B.C. Ядыкин, С.А. Филиппов, В.Е. Жидков, A.B. Панков // Энергетика и энергосбережение Ставропольского края: Сб. науч. трудбв / Северо-Кавказский гос. технический ун-т-Ставрополь: СевКавГТУ, 2001. -С. 131-135.

10. Патент 2192091 RU, С1, МПК 7 Н 02 Р 7/36, Н 02 К 17/16. Электропривод переменного тока / Е.Д. Лоскутов, A.B. Панков, П.В. Петров, B.C. Ядыкин (РФ). - 2001116419/09; Заяв. 13.06.2001; Опубл. 27.10.2002, Бюл. № 30. -6 е.: ил.

И. Патент 2195068 RU, С1, МПК 7 Н 02 Р 7/62, Н 02 К 17/12. Электропривод переменного тока / Е.Д. Лоскутов, И.В. Пеленков, И.Ю. Седова, B.C. Ядыкин. - 2001116271/09; Заяв. 13.06.2001; Опубл. 30.12.2002, Бюл. № 35.

- 5 е.: ил.

12. Ядыкин B.C. Влияние момента включения вентильных элементов на энергетические показатели преобразователей / B.C. Ядыкин, Е.Д. Лоскутов, М.А. Ерина // Вестник СевКавГТУ. Серия «Естественнонаучная» / Северо-Кавказский гос. технический ун-т -Ставрополь: СевКавГТУ, 2003. - Вып. № 1 (6) - С. 169-173.'

13. Ядыкин B.C. Схемное решение системы «Вентильный преобразователь -асинхронный двигатель» / B.C. Ядыкин, Е.Д. Лоскутов, М.А. Ерина, A.B. Жидков // Вестник УГТУ-УПИ. Электромеханические и электромагнитные преобразователи энергии управляемые электромеханические системы: Сборник статей. Ч. 1: Общие вопросы электрических машин и трансформаторов. Машинно-вентильные системы. Вопросы диагностики. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. - № 5 (25). - С. 247-248

14. Ядьпсин B.C. Расчет статических и динамических характеристик электропривода с вентильным преобразователем / B.C. Ядыкин, И.Ю. Седова, М.А. Ерина // И-я Российская научно-практическая конференция «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе»: Сб. науч. трудов. Т. 1. - Ставрополь: Ставропольсервисшкола, 2003. - С. 113-115.

15. Ядыкин B.C. Высокоскоростной электропривод / B.C. Ядыкин // И-я Российская научно-практическая конференция «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе»: Сб. науч. трудов. Т. 1. - Ставрополь: Ставропольсервисшкола, 2003. - С. 111-113.

Подписано в печать 03.06.03 Формат бум. 60 х 90 ^^. Бумага офсетная

Усл.печ.л. 1,4 Тирах 100 экз. Заказ № 119 от 02.06.03

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ООО «Мир Данных», 355037, Ставрополь, ул. Доваторцев, 52 ПД№ 10-72098

Q.OO? -/¿1

w\6j Pill Ы

Введение.

1 Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Применение повышенной частоты в сельскохозяйственном оборудовании.

1.2 Общая характеристика преобразователей частоты.

1.3 Основные требования к источникам питания стригальных машинок.

1.4 Направление исследований по улучшению энергетических показателей преобразовательных устройств стригальных пунктов.

1.5 Рабочая гипотеза.

1.6 Задачи исследования.

Выводы.

2 Теоретические положения по улучшению энергетических и массо-габаритных показателей преобразователей частоты для стригальных машинок.

2.1 Анализ серийно выпускаемого преобразователя частоты для стригальных пунктов ИЭ-9405.

2.2 Ферромагнитно-вентильные преобразователи частоты.

2.3.1 Принцип действия системы «вентильный преобразователь -трансформатор».

2.3.2 Определение действующих напряжений преобразователей частоты.

2.3.3 Принцип действия системы «вентильный преобразователь -асинхронный двигатель».

2.4 Составляющие полной мощности вентильных преобразователей.

2.5 Влияние угла включения вентильных элементов на энергетические показатели преобразователей.

2.6 Влияние повышенной частоты на размер и вес асинхронного двигателя.

Выводы.

3 Экспериментальные исследования преобразователей частоты для стригальных машинок.

3.1 Методика экспериментальных исследований.

3.2 Исследование преобразователя частоты ИЭ-9405 .Г'

3.3 Исследование преобразователя частоты на базе системы «вентильный преобразователь — трансформатор».

3.4 Исследование преобразователя частоты на базе системы «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель».

3.4.1 Математическая модель системы «вентильный преобразователь

- асинхронный двигатель».

3.4.2 Планирование эксперимента для системы «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель».

3.4.3 Влияние несинусоидальности напряжения вентильного преобразователя на характеристики асинхронного двигателя.

3.5 Исследование электропривода стригальной машинки МСУ-200 при изменении параметров питающего напряжения.

3.5.1 Влияние отклонения напряжения на выходе преобразователя на работу стригальной машинки.

3.5.2 Влияние отклонения частоты на работу стригальной машинки.

3.5.3 Влияние несинусоидальности выходного напряжения преобразователей частоты на работы электродвигателя стригальной машинки.

3.6 Влияние на сеть вентильных преобразователей.

Выводы.

Ф 4 Практическая проверка и экономическая эффективность ферромагнитно-вентильных преобразователей частоты.

Выводы.

Исторически сложилось так, что в нашем государстве, богатом всеми видами ресурсов, не придавали особого значениям вопросам экономного расходования энергии, и расточительное отношение к ресурсам как бы вошло в норму российской экономики, и, как следствие этого, в настоящее время удельная энергоемкость валового внутреннего продукта в РФ почти в 3 раза выше, чем в странах Западной Европы и в 1,8 раза выше, чем в США, и, к сожалению, продолжает возрастать [45].

Доля энергозатрат в себестоимости продукции и услуг составляет в среднем в промышленности — 18%, а в ряде масштабных производств 40% и дг--же 60%, в сельском хозяйстве - 11%, на транспорте - 17%, что снижает конкурентоспособность отечественных товаров не только на внешнем, но и на внутреннем рынке [39].

Дефицит энергоресурсов в ближайшие годы будет возрастать и станет главным тормозом экономического развития, как отдельных предприятий, так и по всей России. Динамика изменения производства и потребления электроэнергии в России приведена на рис. В.1 [39]. По прогнозу РАО ЕЭС, если указанные тенденции сохранятся, пересекающиеся кривые выработки и потребления электроэнергии указывают на «энергетический кризис» где-то в районе 2005 года!

Выработка и потребление электроэнергии в России

1200 т 1100 ™ 1000 Ё 900 2 800 700

1993 1998 2003 2008 -потреблен -Генерирующие мощности

Рисунок В. 1 - Динамика производства и потребления электроэнергии в России

Основными причинами «энергетического кризиса» являются:

• спад производства во всех отраслях топливно-энергетического комплекса (ТЭК);

• быстро растущая изношенность энергопотребляющего и энергопроизводящего оборудования и, как следствие, рост стоимости энергетических ресурсов;

• отсутствие средств для модернизации оборудования ТЭК;

• расточительное энергопотребление.

Для того чтобы сдвинуть вправо по оси времени точку пересечения кривых спроса и предложения, необходимо изменить наметившиеся тенденции. Существует два основных способа решить эту энергетическую проблему:

• наращивать производство энергоносителей;

• повышать эффективность использования энергии.

Первый способ связан со значительными капиталовложениями в развитие t генерирующих мощностей, и требуют достаточно длительного периода реализации. По этому пути шло развитие нашей энергетики в течение более 70 лет. Реформа РАО ЕЭС главным образом направлена именно на привлечение инвестиций в развитие генерирующих мощностей. При этом предполагается, что потребителю нужны энергоносители. На самом деле ему нужны услуги, которые потребитель может получить от использования энергии. Потому, не отрицая необходимость строительства новых станций, основной акцент должен быть сделан на повышение эффективности использования энергии. Генеральным направлением по снижению спроса на энергоресурсы может и должно стать энергосбережение, поскольку в настоящее время удельная стоимость всех мероприятий по экономии электроэнергии примерно вдвое меньше удельной стоимости ее производства.

Федеральная энергосберегающая политика зафиксирована в законе «Об энергосбережении» и осуществляется на основе реализации федеральных целевых программ энергосбережения.

Среди основополагающих программ можно назвать Федеральную целевую программу «Энергосбережение России (1998 - 2005 гг.)», которая утверждена Постановлением правительства РФ от 24.01.98. г. № 80.

Программа включает 5 подпрограмм, одной из которых является энергосберегающая электротехника, которая предполагает:

• создание элементной базы энергосбережения, в том числе энергосберегающего электротехнического оборудования и комплексов;

• максимальное использование достижений науки и техники в области экономии энергии и максимальная поддержка эффективных в своей деятельности научных подразделений, решающих проблемы энергосбережения.

Потенциал энергосбережения в стране достигает « 40-50% от потребляемых энергоресурсов. Это обуславливает актуальность энергосбережения, а повышение эффективности использования энергии может стать двигателем устойчивого экономического роста в России, поскольку энергетика — основа экономики и существования любого цивилизованного государства.

Сельскохозяйственное производство имеет свои особенности:

• рассредоточенность объектов электрификации и относительно малая мощность большинства потребителей;

• сезонность многих сельскохозяйственных работ;

• относительная сложность организации технического обслуживания и ремонта электрооборудования.

В связи с этим, при разработке нового оборудования применительно к сельскохозяйственному производству, необходимо уделять особое внимание созданию многофункциональных машин и оборудования, переналаживаемого при изменении технологических процессов, видов производимых работ. Решить эту проблему позволяет модульный принцип создания оборудования с использованием унифицированных узлов и агрегатов [31, 53, 72].

В настоящее время в сельскохозяйственном производстве все больше стали использовать оборудование, в состав которого входят устройства, имеющие вентильные преобразователи, которые дают возможность не только повысить качество выполнения различных технологических операций, но и достигнуть при этом существенного снижения энергозатрат.

На рис. В.2 показаны области использования силовых полупроводниковых модулей в оборудовании, используемом в сельскохозяйственном производстве.

Рисунок В.2 — Области использования силовых полупроводниковых модулей

Однако вентильные преобразователи имеют нелинейные вольтамперные характеристики, что ухудшает энергетические показатели сельских электроустановок из-за искажения формы напряжения и тока в электрической сети и на выходе преобразователей.

Несинусоидальность тока и напряжения вызывает дополнительные потери электроэнергии, наличие высших гармоник в токе и напряжении приводит к ускоренному износу изоляции кабелей, конденсаторов, электрических машин. При этом снижается надежность работы электрооборудования, возрастают затраты на его ремонт, увеличиваются диэлектрические потери и, кроме того, высшие гармоники могут вносить погрешность в результаты измерений и помехи в работу систем релейной защиты, автоматики и телемеханики. Отмеченные недостатки сдерживают применение преобразовательной техники в сельскохозяйственном производстве.

Актуальность темы. В любом современном технологическом оборудовании основным звеном является электропривод, который и потребляет значительную долю электроэнергии, поэтому решению задач по энергосбережению в электроприводе посвящены многочисленные публикации в отечественной и зарубежной литературе [24, 33, 37, 45, 59, 60, 64, 66].

Развитие силовой преобразовательной техники позволяет использовать для питания электродвигателей напряжение с измененными параметрами. Однако, вентильные преобразователи создают дополнительные потери в сети электроснабжения как за счет высших гармоник тока, так и низкого коэффициента мощности, что определяет важность изыскания рациональных путей преобразования параметров электрической энергии.

С учетом технологии стрижки и невысокой квалификации персонала, обслуживающего стригальные пункты, а также особенности работы в климатических зонах с повышенной температурой воздуха, что неблагоприятно сказывается на работе электрооборудования, к источникам питания электропривода стригальных машинок предъявляются следующие требования:

1) простота конструкции и надежность в эксплуатации;

2) возможность длительной работы (10-12 часов) при температуре окружающей среды, иногда превышающей +35°С;

3) возможность выдерживать кратковременные перегрузки.

Преобразователи частоты для электростригальных агрегатов ИЭ-9405,

ИЭ-9406 эксплуатируемые многие годы в овцеводческих хозяйствах России, имеют низкий к.п.д. и крутопадающие внешние характеристики, а нестабильность и несинусоидальность выходного напряжения преобразователей ведет к перегреву обмоток электродвигателя, встроенного в ручку стригальной машинки, что приводит к снижению производительности труда стригалей и значительному сокращению срока службы электродвигателя.

Таким образом, вопросы разработки различных способов преобразования электрической энергии, направленных на улучшение энергетических показателей преобразовательных устройств, создание на этой основе преобразователей частоты с хорошими энергетическими и эксплуатационными показателями для электропривода стригальных машинок является актуальной задачей.

Целью диссертационной работы является научное обоснование схемных решений преобразователей частоты с улучшенными энергетическими показателями и создание на этой основе преобразователей частоты для электропривода стригальных машинок с улучшенными эксплуатационными и массога-баритными характеристиками.

Объект исследования - преобразователи частоты с управляемыми силовыми вентилями для электропривода стригальных машинок.

Предметом исследования являются закономерности преобразования частоты при различных схемных и конструктивных решениях преобразовательных устройств, их влияние на работу стригальных машинок.

Методы исследования. В диссертации был использован ряд конкретных методов: классификации, статистического наблюдения, сравнительного и факторного анализа, математического планирования эксперимента, физического и математического моделирования и др.

Научная новизна работы. Заключается в развитии теоретических основ преобразователей частоты, разработке модели функционирования системы «преобразователь - двигатель» и методического обеспечения оценки углов включения вентилей.

Основные научные результаты, характеризующиеся новизной, заключаются в следующем:

• теоретические положения построения системы «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель» с измененным конструктивным исполнением статорной обмотки двигателя, на основе которых созданы преобразователи частоты для электропривода стригальных машинок с улучшенными энергетическими, эксплуатационными и массогабаритными показателями;

• математическая модель системы «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель» с пакетом прикладных программ для исследования статических и динамических характеристик асинхронного двигателя, учитывающая несинусоидальность питающего напряжения;

• методика определения оптимальных углов включения вентилей, максимального коэффициента мощности ферромагнитно-вентильных преобразователей частоты и минимального коэффициента искажения синусоиды питающего напряжения.

Техническая новизна работы подтверждена тремя авторскими свидетельствами и тремя патентами на изобретения.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

• разработанные и предложенные конструкции преобразователей частоты на базе.Системы «вентильный преобразователь - трансформатор» и «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель» для электропривода стригальных машинок имеют более высокий КПД и коэффициент мощности, позволяющие уменьшить энергозатраты на стрижку, лучшие качественные показатели выходного напряжения в сравнении с выпускаемыми в настоящее время преобразователями частоты ИЭ-9405. Это позволяет повысить производительность труда стригалей и уменьшить нагрев электродвигателя стригальной машинки;

• пакет прикладных программ для расчетов статических и динамических режимов работы системы «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель» с учетом несинусоидальности питающего напряжения может быть использован в научных исследованиях и инженерных расчетах преобразовательных устройств.

На защиту выносятся следующие положения:

• результаты исследования влияния отклонения выходных параметров преобразователей частоты от номинальных значений на характеристики электропривода стригальных машинок и нагрев обмоток электродвигателя;

• математическая модель «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель»;

• способы улучшения энергетических показателей преобразователей частоты за счет новых схемных решений и выбора оптимальных углов включения и выключения вентилей;

• конструкция преобразователя частоты для стригальных машинок на основе системы «вентильный преобразователь - трансформатор»;

• конструктивное исполнение источника питания для стригальных машинок на основе системы «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель».

Апробация результатов исследования. На основе результатов проведенных исследований разработаны и изготовлены опытные образцы ферромаг-нитно-вентильных преобразователей частоты (ФВПЧ), которые после лабораторных испытаний были внедрены в ряде хозяйств Ставропольского края.

Модель электропривода повышенной частоты и пакет прикладных программ по расчету статических и динамических характеристик асинхронного двигателя при питании от вентильного преобразователя используются в учебном процессе Ставропольского технологического института сервиса в лекционных курсах и на практических занятиях по дисциплинам «Электротехника и электроника» и «Электропривод».

Публикации результатов работы. Результаты проведенных научных исследований по теме диссертации отражены в 15 печатных работах, в том числе в 6 авторских свидетельствах и патентах на изобретения.

Основные положения и результаты исследования докладывались на научно - технических конференциях:

• Северо-Кавказского государственного технического университета, 1985 — 2003 гг.;

• Ставропольского государственного аграрного университета, 1989 - 2003 гг.;

• Челябинского института механизации и электрификации сельского хозяйства, 1989- 1990 гг.;

• МЭИ, г. Москва, 1989 г.

• СТИС (филиал) ЮРГУЭС, г. Ставрополь, 2000-2003 г.

Объем и структура диссертации. Композиционно работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, приложений, изложена на 178 страницах, включает 96 рисунков, 7 таблиц, библиографический список из 92 наименований, 25 страниц приложения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны теоретические положения построения систем «вентильный преобразователь — трансформатор» и «вентильный преобразователь -асинхронный двигатель» на основе которых созданы новые типы преобразователей частоты.

2. Расчет оптимальных углов включения вентилей и диапазона работы ключей по предлагаемой методике обеспечивает получение cos ф = 0,9 для системы «вентильный преобразователь - трансформатор», cos ф = 0,88 для системы «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель», коэффициента искажения третьей, пятой, седьмой и девятой гармоник соответственно 2,14%, 1,45%, 1,48%, 1,14%, что значительно ниже допустимых значений по ГОСТу 13109-97.

3. Сравнительный анализ разработанных преобразователей с серийным преобразователем частоты ИЭ-9405 позволил определить улучшение параметров разработанных преобразователей:

- по удельной мощности, В А/кг: ВП-Т на 14%, ВП-АД на 26%;

- по удельному объему, В А!дм : ВП-Т на 21 %, ВП-АД на 32%.

4. Предложенная схема включения стригальных машинок в систему ВП-АД позволяет повысить КПД устройства до 0,86, что на 18% больше, чем у ИЭ-9405.

5. Разработана математическая модель преобразователя частоты, на базе которой создан пакет прикладных программ для исследования статических и динамических характеристик системы «вентильный преобразователь — асинхронный двигатель».

6. Сравнительный анализ и практическая проверка преобразователей частоты по выходным параметрам показали, что:

- выходная частота разработанных преобразователей не имеет отклонений при изменении нагрузки, в то время, как у преобразователя ИЭ-9405 частота снижается на 5% при номинальной нагрузке; отклонение выходного напряжения преобразователей ВП-Т и ВП-АД достигает 3% при номинальной нагрузке, у преобразователя ИЭ-9405 - 18%; коэффициент искажения кривой выходного напряжения при номинальной нагрузке преобразователя ВП-Т составляет 8%, ВП-АД - 5,5%, ИЭ-9405 -11,7%; по параметрическим показателям ВП-Т превосходит образец на 7,5 %, ВП-АД - на 6%; рентабельность разработанных преобразователей на 12,6% превышает среднюю норму прибыли по предприятию, производящему однородные с разработанными преобразователями изделия.

1. А.с. № 1045341 (СССР). Трехфазный умножитель частоты / А.А. Пястолов, В.Т. Фролов, В.А. Кобозев - 1983.

2. А.с. № 1089735 (СССР). Удвоитель частоты / А.А. Пястолов, В.Т. Фролов, В .А. Кобозев, В.П. Макаров 1984.

3. А.с. № 1089735 (СССР). Удвоитель частоты / А.А. Пястолов, В.Т. Фролов, В.А. Кобозев-1984.

4. А.с. № 1513587 (СССР). Трехфазный умножитель частоты / B.C. Ядыкин, B.C. Фролов, Х.М. Мустафаев 1989.

5. А.с. № 1742959 (СССР). Трехфазный умножитель частоты / B.C. Ядыкин, B.C. Фролов, Х.М. Мустафаев 1992.

6. А.с. № 1744777 (СССР). Трехфазный умножитель частоты / B.C. Ядыкин, B.C. Фролов 1992.

7. А.с. № 758428 (СССР). Трехфазный умножитель частоты / В.Т. Фролов, В.П. Макаров, А.К. Иванов 1980.

8. А.с. № 762108 (СССР). Магнито-тиристорный умножитель частоты в четное число раз с непосредственной связью / Р.А. Ахмеров, Ю.А. Лось, Л.Э. Ре-гинская 1980.

9. А.с. № 764062 (СССР). Умножитель частоты четной кратности / В.В. Ксза-ленко, А.А. Гальперин. 1980.

10. А.с. № 790086 (СССР). Удвоитель частоты / В.Н. Фокин. 1981.

11. А.с. № 886165 (СССР). Умножитель частоты / И.И. Якубов, Б.М. Рапутов. -1981.

12. А.с. № 892618 (СССР). Стабилизированный умножитель частоты / В.Н. Фокин.- 1981.

13. А.с. № 964909 (СССР). Трехфазный умножитель частоты / В.Т. Фролов, Х.М. Мустафаев, В.А. Кобозев. 1982.

14. Н.Акылбеков А.А. Эксплуатация преобразователей для стригальных машинок. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1989. - №3 — С. 35.

15. Алешкин В.Р., Рощин П. М. Механизация животноводства. — М.: Агропром-издат, 1985.-356 с.

16. Асатурян В.И. Теория планирования эксперимента: Учеб. Пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1983. - 248 с.

17. Белянчиков Н.Н. и др. Механизация технологических процессов. — М.: Аг-ропромиздат,1989. 400 с.

18. Беркович Е.И., Ивенский Г.В., Иоффе Ю.С., Матчак А.Т., Моргун В.В. Ти-ристорные преобразователи повышенной частоты для электротехнологических установок. JL: Энергоатомиздат, 1983. - 208 с.

19. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1978.-528 с.

20. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины М.: Энергия, 1990 - 416 с.

21. Давидянц Д.Е. Рынок: планирование, конкуренция, экономическая ответственность. М.: Министерство сельского хозяйства и продуктов РФ, 1993. -64 с.

22. Дегтярев Г.П. Механизация промышленного овцеводства. М.: Колос, 1980, -368 с.

23. Джюджи Л. Пели Б. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты: Теория, характеристики, применения / Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1983.-400 с.

24. Евтюков И.П., Кацевич Л.С, Некрасова Н.М., Сенчанский А.Д. Электротехнологические промышленные установки. М.: Энергоиздат, 1982. — 400 с.

25. Жемеров Г.Г. Тиристорные преобразователи частоты с непосредственной связью. М.: Энергия , 1977. - 280 с.

26. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. М.: Высшая школа, 1982 — 496 с.

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

28. Калоша В.К., Лобко С.И., Чикова Т.С. Математическая обработка результатов эксперимента. Минск: Высшая школа, 1982. - 103 с.

29. Ключев В.И. Теория электропровода. М.: Энергоавтоиздат, 1985 — 560 с.

30. Кобозев В.А. Основы энергосбережения в асинхронном электроприводе — Ставрополь, 1999. 106 с.

31. Краморов Ю.И. Исследование и обоснование применения и работоспособности некоторых высокоскоростных машин с электроприводом повышеннойчастоты тока для животноводств: Дис. . док. техн. наук.- Орджоникидзе, 1968.-324 с.

32. Краморов. Ю.И. Высокоскоростные машины в сельском хозяйстве. Краснодарское книжн. изд-во, 1969. - 343 с.

33. Крисюк В.И., Молчанов Д.Г. Совершенствование технологии стрижки овец. Ннаучн. тр./ ВНИИЭСХ, 1978, т.47. - С. 69-72.

34. JIane Р., Фишер Ф. Измерения в энергетической электронике: Пер. с нем. — М.: Энергоатомиздат, 1986.-232 с.

35. Литвак В.В. Основы регионального энергосбережения. Томск: HTJT, 2002. -300 с.

36. Маевский О.А. Энергетические показатели вентильных преобразователей. -М.: Энергия, 1978.-320 с.

37. Методические указания по организации эксплуатации энергетического оборудования в колхозах, совхозах и других сельскохозяйственных предприятий и организациях. М.: Зерноград, 1980. — 210 с.

38. Мшвидобадзе Г.И. Исследование и разработка рационального умножителя частоты для питания сельскохозяйственных электрифицированных инструментов.: Автореф. дис. .канд. техн. наук. Тбилиси, 1966. - 22 с.

39. Нейман JI.P, Демирчан К.С. Теоретические основы электротехники. Tl. JL: Энергия, 1975.-524 с.

40. Нейман JI.P, Демирчан К.С. Теоретические основы электротехники. Т2. -Л.: Энергия, 1975.-408 с.

41. Овчинников И.О. Теория вентильных электрических двигателей М.: Энергия, 1985-С. 5-24.50.0крепилов В.В. Управление качеством. М.: Экономика, 1998. - 639 с.

42. Патент № 2168842 RU. Электропривод переменного тока / В.Е. Жидков, В.А. Кобозев, А.В. Панков, B.C. Ядыкин. 2001.

43. Патент № 2192091 RU. Электропривод переменного тока / Е.Д. Лоскутов, А.В. Панков, П.В. Петров, B.C. Ядыкин. 2002.

44. Патент № 2195068 RU. Электропривод переменного тока / Е.Д. Лоскутов, И.В. Пеленков, И.Ю. Седова, B.C. Ядыкин. 2002.

45. Приходько Н.Г., Артемьев В.В. Выбор функциональных основных узлов вентильных преобразователей частоты для автономных систем электроснабжения. Промышленная энергетика, 1983, №2 - С.21-23.

46. Программа и методика проведения исследований по разработке системы машин для комплексной механизации животноводства. — М.: ВИЭСХ, 1981. -41с.

47. Радин В.И. и др. Электрические машины: Асинхронные машины: Учеб. для электромех. спец. вузов / Под ред. И.П. Копылова. — М.: Высш. шк., 1988. -328 с.

48. Рапутов Б.М. Электропривод повышенной частоты для сельскохозяйственных механизмов. -М: Энергоатомиздат, 1985. 160 с.

49. Розанов Ю.К. Основы силовой преобразовательной техники. М.: Энергия, 1979.-392с.

50. Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. Преобразовательная техника. -Киев: Высшая школа, 1978. 422с.

51. Соколов В.М. Комплексная механизация овцеводства: Справочник. М.: Агропромиздат, 1987. - 176с.

52. Супронович Г. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок: Пер. с польск. — М.: Энергоатомиздат, 1985. 136 с.

53. Теплов В.И., Сероштан М.В., Боряев В.Е., Панасенко В.А. Коммерческое товароведение. -М.: Изд. дом «Дашков и К0», 2001. 620 с.

54. Федорищенко Г.М., Чашкина Н.И. Обоснование частоты тока 200 Гц для сельскохозяйственных установок. Научн. тр./Ставропольский сельскохозяйственный институт, 1980, т.6, вып. 43. — С.64-70.

55. Филаткин П.А. Электрооборудование животноводческих ферм. — М.: Агро-промиздат,1987. 288 с.

56. Филиппов И.Ф. Теплообмен в электрических машинах. М.: Энергия, 1972. -248 с.

57. Фролов В.Т. Умножитель частоты 50/400Гц.- Применение тока повышенной частоты в сельском хозяйстве: Тезисы докладов IV Всесоюзн. научно-технич. совещ. -М.: Орджоникидзе, 1977. С. 117-119.

58. Фролов В.Т., Тараканов С.С., Лоскутов Е.Д. Ферромагнитно-тиристорные умножители в два и четыре раза. В кн.: Современные задачи преобразовательной техники: Тезисы докладов Всесоюзн. научно-технич. конфернц, -Киев, 1975, ч.б. - С.106-113.

59. Чиликин М.Г., Соколов М.М., Терехов В.М., Шинянский А.В. Основы автоматизированного электропривода. М.: Энергия, 1974. - 568с.

60. Электротехнический справочник. Т.1 / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г Герасимова, П.Г Грудинского, J1.A. Жукова и др. М.: Энергия, 1980. -520 с.

61. Электротехнический справочник. Т.2 / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г Герасимова, П.Г Грудинского, Л.А. Жукова и др. М.: Энергия, 1986. — 712, с

62. Энергосбережение и особенности энергоаудита на российских промышленных предприятиях / Б.Ф. Реутов, Л.Б. Директор, В.М. Зайченко, Э.Э. Шпильран // Теплоэнергоэффективные технологии (информационный бюллетень), 2001.-№ 2.-С. 11-18.

63. Ядыкин B.C., Кобозев В. А., Коваленко В.В. Непосредственный высокоскоростной электропривод. Современные проблемы электромеханики /Сборник науч. трудов.-М.: МЭИ, 1989.-С. 101-102.

64. Ядыкин B.C., Седова И.Ю. Логическое моделирование умножителя частоты, выполненного на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым роторам. Материалы V региональной науч. тех. конф. Ставрополь: СевКавГТУ, 2001. -С. 9.

65. Ядыкин B.C., Седова И.Ю., Барткова Л.Ю. Макромоделирование непосредственного преобразователя частоты, выполненного на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Рукопись деп. В ВИНИТИ №2767-691 от 28.06.91.

66. Ядыкин B.C., Фролов В.Т., Кобозев В.А. Ферромагнитно-тиристорный учет-веритель частоты для питания электрифицированных ручных инструментов. Устройства контроля и управления работой электрооборудования / Сб. науч. трудов Ставрополь: СХИ, 1988.-С. 10-15.

67. Ядыкин B.C., Лоскутов Е.Д., Ерина М.А. Влияние момента включения вентильных элементов на энергетические показатели преобразователей / Вестник СевКавГТУ. Серия «Естественнонаучная». Ставрополь: СевКавГТУ, 2003. -№ 1 (16)-С. 169-173.

68. Bianchi N., Bologname S. Parameters and Volt-Ampere Ratings of a Synchronous Reluctance Motor for Flux-Weakening Applications Taking Into Account Irons Saturation. Proceedings EPE-97. Vol.3. 9 September 1997. PP.613-636.

69. David A. Staton, Wen L. Soong, Timothy Y.E. Miller. Unified Theory of Torque Production in Switched Reluctance and Synchronous Reluctance Motors. IEEE Transactions on Industry Applications. Vol.31. Nr.2. March/April 1995. PP/329-336.

70. Harres M.R. Discussion of Variable Speed Switched Reluctance Motors System. -IEEE Proceeding pt. B. Vol. 128. N 5. September 1981. PP. 260-268.

71. Henao II., Capolino G.A., Bassily E., Poloujadoff M. New Control Angle Strategy for Switched Reluctance Motor. — Proceedings EPE-97. Vol.3. 9 September 1997. PP.613-617.

72. Henneberqer G., Fahimi В., Moallem M. Predicting the Transient Performance of a SRM Drive System Using Improved Magnetic Equivalent Circuit Method. Intelligent Motion. June 1995. PP.313-320.

73. Ramu R. Kreshnan, Peter N. Materu Design of a Single-Switch-per-phase Converter for Switched Reluctance Motor Drives IEEE Transactions on Industrial Electronics. Vol.37. Nr.6. December 1990. PP.450.

74. Spethnoson J.M., Card J. Commutation of Torque and Curtent in Doubly Salient Reluctance Motors from Nonlinear Magnetization. IEEE Proceedings. Vol. 126. N5. May 1979, PP.393-396.