автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Разработка автоматизированной системы управления параметрами электропитания асинхронных двигателей вакуумно-плазменных установок с целью уменьшения их энергопотребления

На правах рукописи

004617134

Шумихина Екатерина Михайловна

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВАКУУМНО-ПЛАЗМЕННЫХ УСТАНОВОК С ЦЕЛЬЮ УМЕНЬШЕНИЯ ИХ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические системы)

~ 3 ЛЕН 20Ю

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2010

004617134

Работа выполнена в ГОУ ВПО Московский государственный технологический университет «Станкин»

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

доктор технических наук, профессор Григорьев Сергей Николаевич

доктор технических наук, профессор Абакумов Александр Михайлович

кандидат технических наук, доцент Анисимов Дмитрий Николаевич

Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский электротехнический институт имени В.И. Ленина»

Защита состоится в /Г часов на

заседании диссертационного совета Д 212.142.03 при ГОУ ВПО Московском государственном технологическом университете «Станкин» по адресу: 127055, г. Москва, Вадковский пер., д. За.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГТУ «Станкин».

Автореферат разослан ■>

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., доцент / ' ^ Е.Г. Семячкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Автоматизация - одно из важнейших и наиболее перспективных средств повышения качества и эффективности технологических процессов и производств. Одним из основных показателей качества машиностроительных технологических процессов является их энергоэффективность. Это обусловлено следующими соображениями. Существенную часть (свыше 25%) общего потенциала экономии энергоресурсов, как в России, так и в мире составляет экономия электроэнергии. Неэффективное расходование энергоресурсов проявляется во всех составляющих жизнедеятельности человека: от бытовых приборов и освещения до сложнейших производственных комплексов и электростанций. Как отмечено в Энергетической стратегии России на период до 2020 года, на современном этапе экономика России характеризуется высокой энергоемкостью, в 2-3 раза превышающей удельную энергоемкость экономик развитых стран. Так, в настоящий момент в России возможности энергосбережения укрупненно оценивается в 200 - 220 млрд. кВт.час/год. Не менее важным является и то, что проведение эффективной политики энергосбережения, как показывает опыт развитых стран мира, позволяет развивать реальное производство и социальную сферу без существенного роста потребления электроэнергии (в некоторых странах на 1% прироста ВВП приходится лишь 0.4% прироста энергопотребления).

В современном высокотехнологичном машиностроении все большее место занимают процессы увеличения стойкости, надежности и производительности формообразующего инструмента, путем нанесения специальных покрытий, что обеспечивает создание на рабочих поверхностях инструмента необходимого комплекса свойств с сохранением исходных характеристик в объеме инструментального материала. Одним из наиболее эффективных и производительных методов упрочнения инструмента является получение пленочных покрытий путем распыления в плазме инертных газов

материала мишени при подаче на нее отрицательного электрического потенциала (вакуумно-плазменного нанесения покрытий). В этой связи задача снижения потребления электроэнергии при реализации технологических процессов вакуумно-плазменного нанесения покрытий имеет существенное значение с точки зрения повышения энергоэффективности машиностроительных производств.

Целью настоящей работы является уменьшение энергопотребления асинхронных двигателей вакуумно-плазменных установок посредством автоматизированного управления параметрами их электропитания.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

1. Проанализировать графики распределения нагрузки при работе форвакуумного насоса установки вакуумно-плазменного нанесения покрытий.

2. Исследовать взаимосвязи режимов нагрузки форвакуумного насоса и величины его энергопотребления в процессе создания вакуума.

3. Произвести моделирование характера функционирования электродвигателя форвакуумного насоса при амплитудно-частотном управлении его питающим напряжением.

4. Разработать алгоритм и методику автоматизированного управления параметрами питающего напряжения форвакуумного насоса.

5. Разработать и исследовать экспериментальную установку для автоматизированного управления энергопотреблением установок вакуумно-плазменного нанесения покрытий.

Методы исследования

При исследовании применялись основные положения теории автоматического управления, технологии машиностроения, теории инструментальной обработки, теоретической электротехники, математической статистики и теории эксперимента.

Научная новизна работы заключается в:

установлении взаимосвязей между распределением нагрузки на турбину насоса при создании вакуума в камере нанесения покрытий и энергопотреблением электродвигателя форвакуумного насоса;

разработке функциональных моделей, особенностью которых является описание процесса функционирования асинхронных двигателей при амплитудно-частотном управлении параметрами их электропитания;

разработке метода повышения энергоэффективности посредством управления параметрами электропитания форвакуумного насоса установки вакуумно-плазменного нанесения покрытий;

разработке алгоритма автоматизированного управления потреблением электрической энергии для технологического процесса создания низкого и среднего вакуума в установках вакуумно-плазменного нанесения покрытий.

Практическая ценность работы заключается в разработке методики уменьшения энергопотребления, и, как следствие, повышении конкурентоспособности технологических процессов создания вакуума в установках вакуумно-плазменного нанесения покрытий.

Реализация работы

Результаты работы были использованы при создании экспериментальной установки для автоматизированного управления энергопотреблением процессов вакуумно-плазменного нанесения покрытий в рамках исследовательской деятельности научно-образовательного центра «Энергосбережение в промышленности» ГОУ ВПО МГТУ «Станкин».

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

1. заседаниях кафедры «Высокоэффективные технологии обработки» ГОУ ВПО МГТУ «Станкин»;

2. конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России - 2010» , МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва, сентябрь 2010г.;

3. XIX международном научно-техническом семинаре «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации»;

4. II всероссийском конкурсе молодых ученых имени академика В.П. Макеева, г. Миасс, сентябрь 2010 г.;

5. международной конференции «Автоматизация: проблемы, идеи, решения-2010», г. Севастополь, Украина

Публикации

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе в журналах из перечня ВАК - 3.

Структура и объем работы

Работа состоит из введения, 4-х глав, основных выводов, изложена на 103 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка, 16 таблиц, список литературы включает в себя 89 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается общая характеристика работы и обосновывается ее актуальность.

Первая глава посвящена анализу методов и средств повышения энергоэффективности технологических процессов машиностроительных производств — как одной из важнейших экономических задач современного промышленного производства. Показано, что одним из эффективных методов снижения энергопотребления производственным оборудованием является автоматическое управление как реализуемыми на нем технологическими процессами, так и электрическими характеристиками электротехнологического оборудования.

Рассмотрены работы известных ученых В.А. Веникова, A.C. Верещаки, А.И. Вольдека, С.Н. Григорьева, М.Г. Косова, В.И. Кочкина, A.C. Метеля, В.Г. Митрофанова, О.П. Михайлова, О.П. Нечаева, Ю.М. Соломенцева, В.К. Старкова, И.В. Харизоменова, Л.Э. Шварцбурга и др., посвященные различным аспектам повышения качества технологического оборудования, эффективности производственных технологических процессов и минимизации

энергопотребления при их реализации. Приведены результаты патентных исследований в области методов повышения энергоэффективности производственного оборудования и технологических процессов.

Показано, что реализация технологических процессов на машиностроительных производствах является одной из наиболее затратных с точки зрения энергопотребления видов деятельности. Рассмотрены основные причины повышенного энергопотребления на машиностроительных производствах.

Можно выделить четыре основных направления для повышения энергоэффективности производственного оборудования.

Во-первых, это подбор, на этапе подготовки производства, оборудования с минимальным запасом по мощности, т.е. с номинальной мощностью, соответствующей эквивалентной мощности реализуемых на нем технологических процессов.

Во-вторых, это снижение потерь электрической энергии при ее преобразовании в механическую и передачу в зону обработки.

В-третьих, это рациональное распределение реактивной составляющей потребляемой электрической энергии.

В-четвертых, это повышение эффективности использования электроэнергии посредством создания эффективным систем управления питанием электроустановок.

Одним из наиболее эффективных методов управления энергопотреблением с целью его минимизации является организация автоматического управления параметрами питания электрооборудования производственных систем.

В настоящий момент работы в этом направлении проводятся ведущими учеными и направлены на разработку частотно-регулируемых электроприводов. Энергосберегающий эффект в этом случае достигается за счет регулирования скорости вращения двигателя и, соответственно, мощности, потребляемой из сети. К сожалению, применение частотно-регулируемых

7

приводов не приведет к максимальному повышению к.п.д. асинхронного электродвигателя, т.к. в связи с особенностями его функционирования, максимальное значение к.п.д. достигается при работе электродвигателя в номинальном мощностном режиме. В связи с этим, разработка алгоритмов и методик повышения к.п.д. асинхронных электродвигателей является важной и актуальной задачей, решение которой, приведет к значительному повышению энергоэффективности производственного оборудования.

Вторая глава посвящена исследованию характера энергопотребления при реализации технологического процесса создания низкого и среднего вакуума в установках вакуумно-плазменного нанесения упрочняющих покрытий.

Вакуумное напыление основано на создании направленного потока частиц (атомов, молекул или кластеров) наносимого материала на поверхность изделий и их конденсации. Процесс включает несколько стадий: переход напыляемого вещества или материала из конденсированной фазы в газовую, перенос молекул газовой фазы к поверхности изделия, конденсацию их на поверхность, образование и рост зародышей, формирование пленки.

Для создания низкого и среднего вакуума в установках вакуумно-плазменного нанесения покрытий чаще всего применяются пластинчато-роторные форвакуумные насосы, оснащенные трехфазными асинхронными двигателями переменного тока, представляющими собой трехфазную симметричную нагрузку. Как хорошо известно, преобразование электрической энергии в механическую в асинхронном двигателе, как и в других электрических машинах, связано с потерями энергии, поэтому полезная мощность на выходе двигателя Р всегда меньше потребляемой мощности 8 на величину потерь Ер:

Р = 8-1р (1)

Основные потери включают в себя электрические, магнитные и механические. Причем, магнитные потери в асинхронном двигателе вызваны потерями на гистерезис и вихревые токи, происходящими в сердечнике при его перемагничивании, механические потери - это потери на трение в 8

подшипниках и на вентиляцию, а электрические потери, вызваны нагревом обмоток статора и ротора, проходящими по ним токами. Величина этих потерь пропорциональна квадрату тока в обмотке и определяется: в обмотке статора:

1рэс = тс12сГс (2)

в обмотке ротора:

Хрэр = шр12рГр , (3)

где тс и nip - соответственно число фаз в обмотке статора и ротора;

I - ток в обмотках, А;

гс и гр - активные сопротивления обмоток фаз статора и ротора при рабочей температуре, Ом.

Таким образом, так как значения числа фаз в обмотках и их сопротивлений являются постоянными величинами, то электрические потери в асинхронном электродвигателе прямо пропорциональны квадрату тока в его обмотках. В соответствии с Г-образной схемой замещения двигателя ток в его рабочем контуре:

U

'= и у-7 (4)

где ri и гд - сопротивления намагничивающего и рабочего контуров в электрической схеме замещения асинхронного электродвигателя, Ом; s - скольжение асинхронного электродвигателя;

xi и Х2 - индуктивные сопротивления намагничивающего и рабочего контуров в электрической схеме замещения асинхронного электродвигателя, Ом.

Параметры схемы замещения асинхронной машины гь r2, Xi и х2, являются постоянными, так как их значения при изменениях нагрузки машины остаются практически неизменными. Также постоянным можно считать напряжение на обмотке фазы статора. Следовательно, в выражении тока I единственная переменная величина - скольжение s, определяемое величиной механической нагрузки на валу двигателя Мн. Причем, при небольших скольжениях (примерно до 20%), увеличение скольжения вызывает увеличение вращающего момента, так как при этом возрастает активная составляющая тока

в роторе. При больших скольжениях увеличение скольжения будет вызывать уменьшение вращающего момента. Таким образом, при больших скольжениях его увеличение хотя и увеличивает силу тока в роторе, но ее активная составляющая и, вращающий момент уменьшаются вследствие значительного увеличения реактивного сопротивления обмотки ротора.

На рис. 1 показана зависимость вращающего момента от скольжения. При некотором критическом значении скольжении 8кр (примерно 20%) двигатель развивает максимальный момент, который определяет перегрузочную способность двигателя и обычно в 2—3 раза превышает номинальный момент.

Устойчивая работа двигателя возможна только на восходящей ветви кривой зависимости момента от скольжения, т. е. при изменении скольжения в пределах от 0 до Бкр Работа двигателя на нисходящей ветви указанной зависимости, т. е. при скольжении 8>8кр, невозможна, так как здесь не обеспечивается устойчивое равновесие моментов.

Рис. 1. Зависимость крутящего момента асинхронного двигателя от скольжения

Таким образом, можно сделать вывод, что величина электрических потерь в асинхронном двигателе пропорциональна текущему значению механической нагрузки на его валу: 10

IpM=/(í) = /(MH) (5)

Выясним, как влияет текущая механическая нагрузка на выходном валу двигателя на его энергопотребление. Известно, что для трехфазной симметричной электрической цепи мгновенная мощность одной фазы определяется выражением:

P = ™=]jUJm cos <P-^UJ,„ cos(2at-<p), (6)

где i, u - мгновенные значения соответственно тока и напряжения,

Im, Um - максимальные значения соответственно тока и напряжения, Ф - фазный угол,

ш - круговая частота тока и напряжения.

После несложных преобразований из (6) получаем:

Р = ^'UaI„ cos <р{\ - cos2cot)+^U Jm sin q> sin 2cot. (7)

Из последнего выражения следует, что мгновенная мощность имеет две составляющие: положительную, представляющую собой активную мощность или в нашем случае механическую нагрузку, определяемую выражением (через действующее значение тока и напряжения):

Р = IU cos (р. (8)

И вторую, гармонически изменяющуюся во времени и определяющую периодический обмен энергией между генератором и потребителем и связанную с наличием в системе индуктивных и (или) емкостных элементов. Эта составляющая определяет реактивную мощность Q:

Q = IU sin ср. (9)

Тогда полная мощность цепи S определяется векторной суммой:

S = P + Q (Ю)

Как следует из последнего выражения, величина полной мощности, потребляемой из источника, при заданном технологом значении необходимой для реализации технологического процесса активной мощности, определяемой

режимами работы и потерями мощности, определяется выражением:

Р

cos tp (п)

Таким образом, энергоэффективность технологических процессов определяется величиной коэффициента мощности (cos (р) асинхронного двигателя.

Для исследования характера энергопотребления при реализации технологического процесса создания вакуума в работе был произведен расчет параметров электродвигателя форвакуумного насоса необходимого для оснащения установки вакуумно-плазменного нанесения покрытий и построены нагрузочные графики технологического процесса нанесения покрытий.

Рис. 2. Циклограмма технологического процесса вакуумно-плазменного нанесения покрытий: I - откачка (10 мин); II - нагрев (30-180 мин); III - дегазация (5 мин); IV - травление (5 мин); V-очистка катодов (7 мин); VI-травление (10 мип); VII - нанесение покрытий ионами металла (30-180 мин); VIII - охлаждение (30-180 мин); IX — вентилирование (10 мин)

Из рисунка 2 видно, что в типовых технологических процессах создания низкого и среднего вакуума электродвигатель насоса эксплуатируется в режимах переменной нагрузки с преобладанием работы в области низких нагрузок и в соответствии с (5) можно сделать вывод о том, что энергопотребление при работе двигателя в подобных режимах значительно возрастает.

Третья глава посвящена исследованию путей снижения потребления электрической энергии посредством управления параметрами электропитания асинхронного двигателя форвакуумного насоса.

Для построения энергосберегающих алгоритмов необходимо знать параметры энергопотребления двигателей при различных режимах работы.

Поскольку каждый тип двигателей имеет свои собственные характеристики, оптимизированные под задачу (двигатели с большим пусковым моментом, двигатели с пониженным пусковым током и так далее), необходимо прежде всего изучить поведение двигателя конкретного (выбранного) типа при различных режимах работы.

Несмотря на значительные различия в характеристиках, в них можно выделить общие закономерности. Эти закономерности хорошо известны и подробно изложены в литературе.

Современные трёхфазные электродвигатели в основном спроектированы на работу в сетях переменного тока синусоидальной формы 50 Герц при стандартном напряжении. Существуют специальные электродвигатели, спроектированные на работу при частотах питающего напряжения 200, 400 и 1000 Герц.

Однако широкое внедрение управляющей электроники в силовые приводы выявило недостаточную степень изученности поведения электродвигателей при подаче на них напряжений иных частот и форм. В то же время проблема управления двигателем путём изменения частоты, амплитуды и формы питающего напряжения очень актуальна в связи с широкими возможностями, открывающимися на этом направлении. Изменение частоты

вращения, углового момента и электромеханической характеристики двигателя позволяет существенно упростить кинематическую схему, уменьшить число механических органов управления и, что немаловажно, открывает новые пути для развития энергосберегающих и ресурсосберегающих технологий.

Как уже было сказано, для разработки алгоритмов управления необходимо детальное знание характеристик двигателя при различных нагрузках и подаваемых напряжениях. В литературе приведены только общие характеристики двигателей при стандартных значениях формы и величины питающего напряжения. Для снятия подробных зависимостей была разработана специальная экспериментальная установка (рис. 3).

Рис. 3. Схема экспериментальной установки для исследования характеристик двигателя при различных нагрузках

Установка состоит из исследуемого электродвигателя ЭД, кинематически подключенного к управляемому нагрузочному устройству НУ. Нагрузочное устройство предназначено для создания на валу двигателя нагрузочного момента в диапазоне от нулевого до предельно допустимого для

данного двигателя. На первом этапе проведения работ предполагается подача на двигатель симметричного трёхфазного синусоидального переменного тока различного напряжения. Амплитуда напряжения регулируется посредством автотрансформаторов (типа JTATP), установленных на каждой из трех фаз питающей сети.

Нагрузочный момент на валу двигателя измеряется торсионным датчиком момента ТД. Значение момента индицируется на табло преобразователя. Частота вращения двигателя измеряется датчиком частоты вращения ДЧ, в качестве которого используется энкодер с усилителем-преобразователем. Значение частоты вращения также отображается на табло.

На шесть входов восьмиканального аналого-цифрового преобразователя АЦП подаются напряжения, пропорциональные фазовым напряжениям и фазовым токам двигателя. Аналого-цифровой преобразователь превращает эти величины в 12-битовые числа с частотой выборки 9кГц, то есть через два электрических градуса. Эти шесть последовательностей чисел вводятся в компьютер ПК по USB-интерфейсу и могут отображаться на дисплее в режиме реального времени.

Аналоговое напряжение, пропорциональное нагрузочному моменту, также оцифровывается и вводится в компьютер по седьмому каналу АЦП. По восьмому каналу в компьютер поступает информация о частоте вращения вала двигателя.

Канал цифро-аналогового преобразователя ЦАП, входящий в модуль сбора информации, выдаёт управляющий сигнал. Этот сигнал усиливается (с помощью усилителя У) до необходимой мощности и управляет нагрузочным устройством. Таким образом, в каждый момент времени доступны величины мгновенных значений тока и напряжения во всех трёх фазах, значения нагрузки на валу и частота вращения двигателя. Эта информация обрабатывается компьютером для вычисления мгновенных значений потребляемой мощности, cos (р и коэффициента полезного действия двигателя. На рис. 4 представлен общий вид экспериментальной установки для исследования характеристик двигателя при различных нагрузках.

При проведении исследований применялась следующая методика измерений. Управляющий сигнал, подаваемый на нагрузочное устройство, изменяется по заданному экспериментатором закону в диапазоне допустимых нагрузок. Снимаемые при этом значения параметров питающего напряжения вместе с вычисленными значениями мгновенной мощности, и коэффициента мощности протоколируются в памяти компьютера.

Каждый цикл измерения при конкретном ходе кривой изменения нагрузки производится автоматически под управлением компьютера, что позволяет исключить влияние человеческого фактора и обеспечивает высокую повторяемость результатов.

Рис. 4. Общий вид экспериментальной установки для исследования характеристик двигателя при различных нагрузках

После проведения ряда замеров при различных напряжениях питания двигателя и различных уровнях механической нагрузки на выходном валу асинхронного двигателя получается многомерный массив данных, отражающий рабочие характеристики двигателя при различных напряжениях. В качестве примера приведены рабочие характеристики двигателя в 2-х нагрузочных режимах: на холостом ходу и при нагрузке 27% от номинальной (рис. 5 а, б).

Зависимость коэффициента мощности двигателя от напряжения питания на холостом ходу

О 20 40 60 80 100 120 140 160 1S0 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380

напряжение, В

-

Зависимость скорости вращения выходного вала двигателя от напряжения питания на холостом ходу

1600

I 1400 ,5

1200

г 1000 X

Э 800

0 600 л

g 400 О.

1 200 и

О

о

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 напряжение, В

Зависимость величины сдвига фаз от напряжения питания электродвигателя на холостом ходу

6,000 4,500 4,000 Е 3,500

5*з,ооо

"^2,500

а 2,000 rl

и 1,500 1,000 0,500 0,000

О 20 40 60 80 100 120 140 160 130 200 220 240 260 280 300 320 340 360 напряжение, В

Рис. 5. а)

0,5 I 0,4

Зависимость коэффициента мощности двигателя от напряжения питания при нагрузке 2,7 И м (27% от Р,11М)

-9- 0.2

Г)

§ 0,1 !

"V -

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 230 300 320 340 360 360 напряжение, В

Зависимость скорости вращения выходного вала двигателя от напряжения питания при нагрузке 2,7 Н*м (27% о! ?„„„)

1

I щшШ ЖГ|\

¡¡¡и п ■ 1 Ш

! | ¡¡¡и ..■......-а,.::.....:.............: ■■, - 1 А ' Л '.11:

: 1

0 20 40 60 80 100 120 1 40 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380

напряжение, В

Зависимость величины сдвига фаз от напряжения питания электродвигателя при нагрузке 2,7 Н*м (27% от Р110м)

О 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380

напряжение, В

Рис. 5. б)

Из графиков видно, что снижение амплитуды питающего напряжения приводит к снижению сдвига фаз напряжения и тока (увеличению коэффициента мощности). Так, например, на холостом ходу снижение амплитуды питающего напряжения с 380В до 75В, привело к повышению коэффициента мощности со значения 0,21 до 0,86, при незначительном падении скорости вращения выходного вала асинхронного двигателя (не более 10%). А, при нагрузке 27% от номинальной, удалось достигнуть значения коэффициента мощности 0,86 при напряжении питания 160В. Таким образом, доказано, что при эксплуатации асинхронного двигателя в режиме недогрузки повысить его энергоэффективность возможно путем управления значением амплитуды его питающего напряжения. Причем, скорость вращения его выходного вала при этом меняется не существенно (в пределах 10%), что позволяет предположить возможность применения такого управления с целью снижения энергопотребления в реальных технологических процессах, в том числе в процессах создания вакуума в установках вакуумно-плазменного нанесения покрытий.

напряжение, В

Рис. 6. Падение скорости вращения выходного вала двигателя при снижепии напряжения питания для 4-х уровней нагрузок

На рис. 6 показан диапазон падения скорости вращения выходного вала при снижении амплитуды питающего напряжения для 4-х уровней нагрузки. Из графика видно, что для каждого случая (при каждой нагрузке) существует область постоянного значения скорости вращения вала, область малого изменения, область значительного ее снижения и область останова. В зависимости от параметров технологического процесса, ситуация, когда для повышения энергоэффективность электродвигателя, происходит снижение производительности, может быть как приемлемой, так и нет.

Для рассматриваемого технологического процесса (создания низкого и среднего вакуума в установках вакуумно-плазменного нанесения покрытий) производительность и быстродействие системы играют важную роль, т.к. от скорости создания и эффективности поддержания вакуума в камере нанесения покрытий зависит качество создаваемых упрочняющих покрытий для обрабатывающего инструмента. Таким образом, в случае технологического процесса нанесения покрытий управление необходимо вести в диапазоне постоянного значения скорости вращения выходного вала. Следовательно, в данном случае падение производительности недопустимо, а повышение производительности, наоборот, приведет к увеличению качества изготавливаемой продукции и снижению времени технологического цикла нанесения покрытия, что положительно скажется и на себестоимости изделий.

Для исследования влияния изменения частоты питающего напряжения при одновременном регулировании его амплитуды на характеристики асинхронного электродвигателя вакуумного насоса на базе созданной установки была спроектирована новая экспериментальная установка (рис. 7). В цепь управления параметрами питающего напряжения был добавлен преобразователь частоты (ПЧ), позволяющий регулировать частоту напряжения в диапазоне от 50,0 до 400,0 Гц.

Была применена следующая схема исследования. В процессе регулирования амплитуды питающего напряжения велся учет значений крутящего момента на выходном валу двигателя (с помощью ТД). При

снижении момента относительно минимально возможного, заданного технологом и определяемого вязкостью откачиваемой среды (технологическим процессом) с помощью преобразователя частоты, производилось регулирование значения частоты питающего напряжения до того момента, пока коэффициент мощности двигателя не начинал снижаться. При этом было выявлено, что при увеличении частоты питающего напряжения появлялась возможность дополнительного снижения его амплитуды с целью максимальной оптимизации коэффициента мощности двигателя.

Рис. 7. Схема экспериментальной установки для исследования характеристик двигателя при различных нагрузках с возможностью регулирования частоты и амплитуды питающего напряжения

Четвертая глава посвящена разработке алгоритма автоматизированного управления потреблением электрической энергии при реализации технологического процесса создания низкого и среднего вакуума в установках вакуумно-плазменного нанесения упрочняющих покрытий. Структурная схема алгоритма автоматизированного управления потреблением электрической энергии, с использованием программируемой системы регулирования параметров электропитания двигателя, представлена на рис. 8.

Рис. 8. Структурная схема алгоритма

Требуемое значение коэффициента мощности созф„ом, необходимый для реализации технологического процесса уровень вакуума ц и соответствующее ему минимальное значение крутящего момента МП1|П вводятся пользователем в программируемый контроллер.

После получения текущего значения крутящего момента на валу электродвигателя и сравнения его с заданным технологом значением, на регулятор напряжения подается управляющий сигнал об уменьшении амплитуды питающего напряжения до тех пор, пока момент не будет равен заданному минимально допустимому значению, что соответствует максимальному значению коэффициента мощности двигателя.

С целью максимального увеличения производительности насоса, после достижения оптимального значения коэффициента мощности, формируется управляющий сигнал для повышения частоты питающего напряжения. При этом постоянно ведется контроль коэффициента мощности и при снижении его значения меньше заданного номинального повышение частоты питающего напряжения прекращается и алгоритм повторяется снова. При достижении необходимого уровня вакуума ц, алгоритм заканчивает работу.

Таким образом, программа, реализующая разработанный алгоритм, позволяет в реальном масштабе времени в автоматическом режиме, формировать такой управляющий сигнал, который обеспечит оптимальное значение величины коэффициента мощности и наибольшую производительность насоса, что в свою очередь приведет достижению максимальной энергоэффективности электродвигателя насоса.

Полученные результаты исследований позволили предположить, что создание устройства для реализации автоматического управления параметрами питающего напряжения асинхронных двигателей возможно и необходимо, т.к. его применение для оснащения оборудования вакуумно-плазменного нанесения покрытий позволит в среднем на 20% сократить энергопотребление (табл. 1.) вакуумных насосов, при сохранении и повышении производительности оборудования и качества изготавливаемой продукции.

Таблица 1.

Экономия электроэнергии за счет снижения активной составляющей мощности

№' п/и Напряжение, В Показатели Нагрузка па вмхолном валу, % от номинальной

0% 10% 20% 30 % 40%

в, ВА 1525 1535 1560 1620 1690

Р, Вт 200 280 435 640 780

1 380 О, ВАр 1500 1500 1500 1500 1500

СОЭф 0,15 0,18 0,28 0,4 0,46

п, об/мин 1440 1440 1430 1420 1415

в, ВА 685 695 770 905 1045

Р, Вт 155 235 400 590 760

2 300 О, ВАр 650 650 660 690 720

СОЯф 0,31 0,34 0,52 0,66 0,72

п, об/мин 1430 1430 1420 1400 1390

в, ВА 495 505 605 785 950

Р, Вт 145 225 385 600 765

3 260 О, ВАр 450 450 470 510 560

СОЭф 0,42 0,45 0,64 0,76 0,81

п, об/мин 1425 1430 1410 1380 1360

в, ВА 435 445 560 740 960

Р, Вт 140 220 385 590 800

4 240 О, ВАр 390 390 410 450 530

СОвр 0,47 0,5 0,69 0,79 0,83

п, об/мин 1420 1420 1400 1370 1340

в, ВА 325 345 490 745 1170

Р, Вт 148 225 390 625 935

5 200 О, ВАр 240 260 295 405 700

СОЭф 0,62 0,65 0,79 0,89 0,8

п, об/мин 1410 1410 1370 1300 1200

Экономия электроэнергии, % 35,1 27,3 13,0 8,5 2,6

Основные выводы и результаты работы:

1. В диссертации решена задача, имеющая существенное значение для машиностроения и заключающаяся в решении задачи автоматизации и управления энергопотреблением асинхронных двигателей вакуумно-плазменных установок с целью повышения энергоэффективности технологических процессов нанесения покрытий.

2. Выявлены взаимосвязи между распределением нагрузки на турбину насоса при создании вакуума в камере нанесения покрытий и энергопотреблением двигателя форвакуумного пластинчато-роторного насоса, которое существенно изменяется при реализации рассматриваемого технологического процесса. На основании полученных взаимосвязей выявлено, что энергопотребление в среднем на 20-30% выше расчетного за счет работы асинхронного двигателя насоса в режиме недогрузки.

3. На основании выявленных взаимосвязей предложены функциональные модели, особенностью которых является описание процесса функционирования асинхронных двигателей при амплитудно-частотном управлении параметрами их электропитания. При этом энергоэффективность оборудования остается неизменно высокой вне зависимости от параметров технологического процесса.

4. Разработан метод повышения энергоэффективности посредством управления параметрами электропитания форвакуумного насоса установки вакуумно-плазменного нанесения покрытий, адаптированный к реальным нагрузочным характеристикам.

5. Разработан алгоритм автоматизированного управления потреблением электрической энергии для технологического процесса создания низкого и среднего вакуума в установках вакуумно-плазменного нанесения покрытий в

режиме реального времени.

6. Разработана экспериментальная установка для автоматизированного управления энергопотреблением при реализации технологического процесса вакуумно-плазменного нанесения покрытий при создании низкого и среднего вакуума в рабочей среде. Анализ её работы показал, что автоматизированное управление электропитанием двигателя насоса в рассматриваемом техпроцессе позволяет снизить энергопотребление в среднем на 20% в зависимости от параметров технологического процесса и характеристик электродвигателя насоса.

7. Результаты работы могут быть использованы на машиностроительных предприятиях, реализующих технологии нанесения упрочняющих покрытий, а также в учебном процессе по направлениям «Автоматизация технологических процессов и производств», «Машиностроение».

Список печатных работ:

Из перечня научных журналов, утвержденных Высшей аттестационной комиссией:

1. Е.М. Шумихина. Повышение энергоэффективности асинхронного электродвигателя посредством автоматического управления параметрами его электропитания // Научно-технический журнал «Двигатель». - № 4, 2010. - С. 56-57.

2. С.Н. Григорьев, Е.М. Шумихина, К.А. Змиева. Метод повышения энергоэффективности технологий вакуумно-плазменного нанесения покрытий // Вестник МГТУ «Станкин». - № 1(9), 2010. - С. 82-87.

3. Е.М. Шумихина, С.Н. Григорьев. Повышение энергоэффективности вспомогательного оборудования установок вакуумно-плазменного нанесения покрытий средствами автоматизации // Вестник МГТУ «Станкин». - № 3(11), 2010.-С. 82-85.

Публикации в других изданиях:

4. Шумихина Е.М. // Сборник «Наука и технологии. Итоги диссертационных исследований» (серия «Избранные труды Российской школы») - (М.: РАН, 2010) /II всероссийский конкурс молодых ученых апрель-сентябрь 2010 года, г. Миасс Челябинской области.

5. Шумихина Е.М. К вопросу о повышении энергоэффективности оборудования для вакуумно-плазменного нанесения покрытий // Материалы международной научно-технической конференции 2010, г. Севастополь Том 1 «Автоматизация: проблемы, идеи, решения». - С. 230-232.

6. Шумихина Е.М. Методика автоматизированного амплитудно-частотного управления асинхронным электроприводом форвакуумного насоса // Труды XIX Международного научно-технического семинара «Современные

технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», сентябрь 20Юг.-С. 317-318.

7. Шумихнна Е.М. Технология повышения энергоэффективности процессов вакуумно-плазменного нанесения упрочняющих покрытий // Сборник трудов Третьей всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» / Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010.-С. 157-158.

ДЛЯ ЗАМЕТОК

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Шумихина Екатерина Михайловна

Разработка автоматизированной системы управления параметрами электропитания асинхронных двигателей вакуумно-плазменных установок с целью уменьшения их энергопотребления

Подписано в печать «12» ноября 2010 г.

Формат 60x90 1/16. Бумага 80 г.

Усл. печ. л. 2. Тираж 100 экз. Заказ № 204.

Отпечатано в Издательском центре

ГОУ ВПО Московский государственный технологический университет «Станкин». 127055, Москва, Вадковский пер., За. Тел.: 8(499) 973-31-93

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ В

МАШИНОСТРОЕНИИ.

1.1 Повышение энергоэффективности — одна из важнейших задач современного машиностроения.

1.2 Методы, применяемые для снижения энергопотребления в машиностроении.

1.3 Анализ методов снижения энергопотребления в машиностроении.1.

1.4 Постановка задачи.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ НИЗКОГО И СРЕДНЕГО ВАКУУМА В УСТАНОВКАХ ВАКУУМНО-ПЛАЗМЕННОГО НАНЕСЕНИЯ УПРОЧНЯЮЩИХ ПОКРЫТИЙ.

2.1 Анализ работы форвакуумного насоса установки вакуумно-плазменного нанесения покрытий.

2.2 Расчет режимов работы и выбор типа двигателя для форвакуумного насоса.

2.3 Анализ циклограмм при создании вакуума в технологических процессах вакуумно-плазменного нанесения покрытий.

2.4 Анализ потерь и к.п.д. электродвигателя форвакуумного насоса установки вакуумно-плазменного нанесения покрытий.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СНИЖЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ПОСРЕДСТВОМ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ НАСОСА,.

3.1 Обоснование выбора метода управления параметрами электропитания асинхронного двигателя с целью повышения его энергоэффективности.

3.2 Проектирование и создание экспериментального стенда для исследования характеристик двигателя насоса при управлении амплитудой его питающего напряжения.

3.3 Проектирование и создание экспериментального стенда для исследования характеристик двигателя насоса при управлении частотой его питающего'напряжения:.

3:4 Разработка методики экспериментальных исследований энергетических и технологических; характеристик двигателях насоса: при управлении параметрами его питающего напряжениях.—

3.5 Описание компьютерной программы для сбора и визуализации экспериментальных данных Ь-ОгарЬ.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА И АЛГОРИТМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ ВАКУУМА В УСТАНОВКАХ ВАКУУМНО-ПЛАЗМЕННОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ.

4.1 Экспериментальные исследования зависимости энергопотребления и производительности электродвигателя насоса от амплитуды питающего напряжения.

4.2 Экспериментальные исследования зависимости энергопотребления и производительности электродвигателя насоса от частоты питающего напряжения.

4.3 Анализ результатов экспериментальных исследований.

4.4 Разработка алгоритма автоматизированного управления параметрами питающего напряжения форвакуумного насоса.

4.5 Расчет экономической эффективности применения метода амплитудно-частотного управления параметрами питающего напряжения форвакуумных насосов установок вакуумно-плазменного нанесения покрытий.

Актуальность

Автоматизация - одно из важнейших и наиболее перспективных средств повышения качества,и эффективности технологических процессов»и производств. Одним из основных показателей качества машиностроительных технологических процессов является их энергоэффективность. Это обусловлено следующими соображениями. Существенную часть (свыше 25%) общего потенциала экономии энергоресурсов, как в России, так и в мире составляет экономия электроэнергии. Неэффективное расходование энергоресурсов проявляется во всех составляющих жизнедеятельности человека: от бытовых приборов и освещения до сложнейших производственных комплексов и электростанций. Как отмечено в Энергетической стратегии России на период до 2020 года, на современном этапе экономика России характеризуется высокой энергоемкостью, в 2-3 раза превышающей удельную энергоемкость экономик развитых стран. Так, в настоящий^ момент в России возможности энергосбережения укрупнено оценивается»в 200 - 220 млрд. кВт*час/год. Не менее важным является и.то, что-* проведение эффективной политики энергосбережения, как показывает опыт развитых стран мира, позволяет развивать реальное производство и социальную сферу без существенного роста потребления электроэнергии (в некоторых странах на 1% прироста ВВП приходится лишь 0.4% прироста энергопотребления).

В современном высокотехнологичном машиностроении все большее место занимают процессы увеличения стойкости, надежности и производительности формообразующего инструмента, путем нанесения специальных покрытий, что обеспечивает создание на рабочих поверхностях инструмента необходимого комплекса свойств с сохранением исходных характеристик в объеме инструментального материала. Одним из наиболее эффективных и производительных методов упрочнения инструмента 5 является получение пленочных покрытий путем распыления в плазме инертных газов материала мишени при подаче на нее отрицательного электрического потенциала (вакуумно-плазменного нанесения покрытий). В этой связи задача снижения потребления электроэнергии при реализации технологических процессов вакуумно-плазменного нанесения покрытий имеет существенное значение с точки зрения повышения энергоэффективности машиностроительных производств.

Целью настоящей работы является уменьшение энергопотребления асинхронных двигателей вакуумно-плазменных установок посредством автоматизированного управления параметрами их электропитания.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

1. Проанализировать графики распределения нагрузки при работе форвакуумного насоса установки вакуумно-плазменного нанесения покрытий.

2'. Исследовать взаимосвязи- режимов - нагрузки форвакуумного ^ насоса И' величины его, энергопотребления в, процессе создания вакуума.

3. Произвести моделирование характера функционирования электродвигателя форвакуумного насоса, при амплитудно-частотном управлении его питающим напряжением.

4. Разработать алгоритм и методику автоматизированного управления параметрами питающего напряжения форвакуумного насоса.

5. Разработать и исследовать экспериментальную установку для автоматизированного управления энергопотреблением установок вакуумно-плазменного нанесения покрытий.

Методы исследования

При исследовании применялись основные положения теории автоматического управления, технологии машиностроения, теории 6 инструментальной обработки, теоретической электротехники, математической статистики и теории эксперимента.

Научная новизна работы заключается в: установлении взаимосвязей между распределением нагрузки на турбину насоса при создании вакуума в камере нанесения покрытий и энергопотреблением электродвигателя форвакуумного насоса; разработке функциональных моделей, особенностью которых является описание процесса функционирования асинхронных двигателей при амплитудно-частотном управлении параметрами их электропитания; разработке метода повышения энергоэффективности посредством управления параметрами электропитания форвакуумного насоса установки вакуумно-плазменного нанесения,покрытий; разработке алгоритма автоматизированного управления потреблением электрической» энергии для технологического, процесса создания низкого и среднего,вакуума в установках вакуумно-плазменного нанесения покрытий.

Практическая'ценность работы заключается в разработке методики' уменьшения- энергопотребления, и, как следствие, повышении конкурентоспособности технологических процессов создания вакуума в установках вакуумно-плазменного нанесения покрытий.

Реализация работы

Результаты работы были использованы при создании экспериментальной установки для автоматизированного управления энергопотреблением процессов вакуумно-плазменного нанесения покрытий в рамках исследовательской деятельности научно-образовательного центра «Энергосбережение в промышленности» ГОУ ВПО МГТУ «Станкин».

Апробация работы

- Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

1. заседаниях кафедры «Высокоэффективные технологии обработки» ГОУ ВПО МГТУ «Станкин»;

2. конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России - 2010» , МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва, сентябрь 2010г.;

3. XIX международном научно-техническом семинаре «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации»;

4. II всероссийском конкурсе молодых ученых имени академика В.П. Макеева, г. Миасс, сентябрь 2010 г.;

5. международной конференции «Автоматизация: проблемы, идеи, решения - 2010», г. Севастополь, Украина

Публикации

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе в журналах из перечня ВАК - 3.

Структура и объем работы

Работа состоит из введения, 4-х глав, основных выводов, изложена на 103 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка, 16 таблиц, список литературы включает в себя 89 наименований.

7. Результаты работы могут быть использованы на машиностроительных предприятиях, реализующих технологии нанесения упрочняющих покрытий, а также в учебном процессе по направлениям «Автоматизация технологических процессов и производств», «Машиностроение».

1. Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы. М.: Высш. шк., 1989. - 326 е.: ил.

2. Андреев A.A., Григорьев С.Н., Саблев Л.П., Шулаев В:М. Вакуумно-дуговые устройства и покрытия. Монография. Харьков: ННЦ ХФТИ, 2005.-236 с.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Т.1. изд. перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. М. Машиностроение, 2001.-920 е.: ил.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Т.2. изд. перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. М. — Машиностроение, 2001.-912 е.: ил.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Т.З: изд. перераб. и доп. Под ред: И.Н. Жестковой. М. Машиностроение, 2001.-864 с:: ил.6. • Артемов А.И. Электроснабжение' цеха промышленного предприятия. -М::, МЭИ, 1990.

6. Ачеркан Н.С. и др.* Металлорежущие станки. Учебное пособие для машиностроительных вузов М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1957. - 1015 е.: ил.

7. Баграмов Л.Г., Колокатов A.M. Расчет режимов, резания при фрезеровании. Методические рекомендации по? курсу «Технологии' конструкционных материалов» М.: МГАУ им. В.П. Горячкина, 2000. - 40 с.

8. Байкалова В.Н., Колокатов A.M., Малинина И.Д. Расчет режимов резания при точении / Методические рекомендации. — М.: 2000. 38 — 38 е.: ил.

9. Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения — М., «Машиностроение», 1969. — 358 с.

10. Белов М.П. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов-и технологических комплексов. М.: ИЦ «Академия», 2004, 576 с.

11. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. -М.: Наука, 1974.

12. Варнавский В.П., Колесников А.И. Энергоаудит промышленных и коммунальных предприятий. М.: АСЭМ, 1999.

13. Веников В.А., Жуков JI.A., Карташев И.М. Статические источники реактивной мощности в электрических сетях. -М.: Энергия, 1975.

14. Верещака A.C., Кириллов А.К., Хаустова О.Ю. Экологически чистые и ресурсосберегающие технологии обработки: Методические указания к выполнению курсовой работы М., 2004. - 33 с.

15. Веселов О.В. Концепция управления состоянием электромеханических систем с использованием) диагностических станций // Журнал «Мехатроника, автоматизация, управление», 2007.

16. Волобринский С.Д., Каялов Г.М:, Клейн П.Н. Электрические нагрузки промышленных предприятий. Л.: Энергия, 1971.

17. Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. 3-е изд., перераб. - Л.: Энергия, 1978. - 832 е.: ил.

18. Воронин Н.А., Григорьев С.Н. Технологии вакуумно-плазменной обработки инструмента и деталей машин. Учебник. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», Янус-К, 2005. - 508 с.

19. Востриков A.C., Французова Г.А. Теория автоматического регулирования: Учебное пособие для вузов. — М.: Высш. Шк., 2004. — 365 е.: ил.

20. Вульф А.М. Резание металлов. Изд. 2-е. Л.: Машиностроение, 1973.-496 е.: ил.

21. FOGT 13109-971 Электрическая энергия. Совместимость технических- средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. — М.: Издательство стандартов, 1997.

22. Григорьев G.H., Ильичев JIJL, Волосова М.А. Нанесение покрытий и поверхностная модификация инструмента. Оренбург: ИПК ГОУ ОРУ, 2007 г.- 393 с.

23. Григорьев С.Н., Клебанов Ю.Д. Физические основы применения концентрированных потоков энергии (КПЭ) в технологиях обработки материалов. М.:ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2009. - 127 с:

24. Григорьев С.Н., Смоленцев Е.В., Волосова4 М.А. Технология обработки концентрированными, потоками энергии (учебное пособие). Старый Оскол: ТНТ, 2009. 280 с.

25. Григорьев' С.Н. Методы повышения стойкости режущего инструмента: Учебник: для студентов втузов. MI: Машиностроение-!, 20091' - 368 е.: ил.

26. Данилов O.JL, Костюченко П.А. Практическое пособие по выбору и разработке энергосберегающих проектов: Москва. 2006. 668 с.

27. Детали и механизмы металлорежущих станков в 2 т. Под ред. РешетоваД;Н. 1972.

28. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности в сложных электрических системах. — М:: Энергоиздат, 1981.

29. Железко Ю.С. О нормативных документах в области качества электроэнергии и условий потребления-реактивной-мощности // Электрика. 2003. №1. С.9-16.

30. Змиева К.А. Автореферат диссертации «Автоматизированное управление энергопотреблением машиностроительных производств с целью повышения их энергоэффективности». М.: ИЦ «Станкин», 2009, 23 с.

31. Змиева К.А. Применение автоматических компенсаторов реактивной мощности для повышения энергоэффективности управления электроприводом металлообрабатывающих станков // Электротехника, №11, 2009. С. 26-31.

32. Змиева К.А. Обеспечение энергоэффективности технологических процессов за счет автоматического управления величиной недогрузки оборудования. // Безопасность жизнедеятельности. Научный рецензируемый журнал. М.: ООО «Новые технологии», №10; 2009. С. 6-8.

33. Змиева^ К.А. Создание локальных унифицированных энергосберегающих систем для промышленных производств. / «Наука и технологии. Итоги диссертационных исследований» Том 2 (Серия «Избранные труды Российской школы») М.: РАН, 2009. С. 96-108.

34. Змиева К.А. Метод снижения энергопотребления за счет автоматизации управления величиной реактивной мощности // Вестник МГТУ «Станкин». Научный рецензируемый журнал. М.: МГТУ «Станкин», №3 (3), ISSN 2072-3172, 2008. С. 22-27.

35. Иванов-Смоленский А.И. Электрические машины, 2-е изд. М.: МЭИ, 2004. 623 с.

36. Кацман М. М. Электрические машины. М., 1990. — 463 с.

37. Киреева Э.А., Юнее Т., Айюби М. Автоматизация и экономия электроэнергии-в системах промышленного электроснабжения: Справочные материалы и примеры расчетов М.: Энергоатомиздат, 1998 г.

38. Константинов Б.А., Зайцев F.3. Компенсация реактивной мощности. Д.: Госэнергоиздат, 1975. - 101 е.: ил.

39. Косов М.Г., Ковальчук Е.Р., Митрофанов В.Г. Основы автоматизации машиностроительного производства: Учебник для .вузов. Издание 2-е, испр. М.: Высшая школа, 2001. -312 с.

40. Кочкин В.И., Нечаев 0;П. Применение статических компенсаторов реактивной мощности в электрических сетях энергосистем и предприятий. М.: Издательство НЦ ЭНАС. 2000. - 248 е.: ил.

41. Кравчик А.Э., Шлаф М.М., Афонин В.И., Соболенская Е.А. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник. М.: Энергоиздат, 1982. -504 е.: ил.

42. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: учебник-для »студентов высших учебных заведений-. — 2-е изд. Mf: Интермет Инжиниринг, 2006. - 672'е.: ил;

43. Кузин С.Ю. Применение регулируемого, электропривода- //. Электротехника №6, 2009, с. 49-50

44. Кузовкин В.А. Теоретическая- электротехника: Учебник. М.: Логос, 2002. - 480 с.

45. Кузовкин В.А., Филатов В.В. Моделирование процессов в электрических цепях. Учебное пособие по дисциплине «Электротехника и электроника». М.: ИЦ МГТУ «Станкин»; 2006. - 212 с.

46. Лоторейчук Е.А. Теоретические основы электротехники: Учебник. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. - 316 е.: ил.

47. Малиновский В.Н., Демидова-Панферова P.M., Попов B.C. Электрические измерения. М.: Энергоиздат, 1982. - 392 е.: ил.

48. Мельников М.А. Электроснабжение промышленных предприятий / Учебное пособие. —Томск: Изд. ТПУ, 2000; 144 с.

49. Методы оптимизации режимов энергосистем / Под ред. В.М. Горнштейна. -М.: Энергоиздат, 1981.

50. Минин Г.П. Реактивная мощность. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 88 е.: ил.

51. Миронов Ю.М., Миронова А.Н. Электрооборудование и электроснабжение электротермических, плазменных и лучевых установок: Учебное пособие для вузов. М.: Энергогатомиздат, 1991.

52. Михайлов О.П. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов. М.: Машиностроение, 1990. - 56 с.

53. Михайлов О.П. Перспективы развития автоматизированного электропривода металлорежущих станков // Электричество 1985. - 10. С. 11-17.

54. Павлов В.В., Соломенцев Ю.М., Гусев А.А. Машиностроение: Энциклопедия: в* 40 тт.: Раздел III: Технология производства машин: Т. Ш-5: Технология сборки в машиностроении. М.: Машиностроение, 2002. - 640 с.

55. Порядин А.Ф., Хованский А.Д. Оценка и регулирование качества окружающей природной среды. Учебное пособие для инженера эколога. -М.: НУМЦ Минприроды России, Издательский дом «Прибой», 1996. - 350 с.

56. Прокопчик В.В. Повышение качества электроснабжения и эффективности электрооборудования предприятий с непрерывнымитехнологическими процессами. Гомель: Гом. гос. техн. ун-т, 2002. - 283 е.: ил.

57. Пуш В.Э., Пигрет Р., Сосонкин B.JL Автоматические станочные системы. М.: Машиностроение, 1982. - 319 с.

58. Радзевич С.П. Формообразование поверхностей деталей. Основы теории. К.: Растан, 2001. - 592 е.: ил.

59. Ротач В.Я. Теория автоматического управления: Учебник для вузов. М.: 1985. - 400 е.: ил.

60. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: Учебник для вузов. М.: ИЦ «Академия», 2006.

61. Соломенцев Ю.М., Митрофанов В.Г. Адаптивное управление технологическими процессами. М.: Машиностроение, 1981. - 228 с.

62. Суслов А.Г. Технология машиностроения. Учебник 2-е изд. М.: Машиностроение, 2007. - 430 е.: ил.

63. Схиртладзе А.Г., Серебреницкий П.П. Краткий справочник станочника. -М.: Дрофа, 2008.

64. Филатов В.В., Чумаев Д.А. Анализ управляемости трехфазного асинхронного электродвигателя // Вестник МГТУ «Станкин». М.: Издательство МГТУ «Станкин», № 4(4), 2008. С. 93-101.

65. Харизоменов И.В., Харизоменов Г.И. Электрооборудование станков и автоматических линий. М.: Машиностроение, 1987. 224 е.: ил.

66. Хернитер Марк Е. Multisim 7: Современная система компьютерного моделирования и анализа схем электронных устройств. (Пер. с англ.) М.: Издательский дом ДМК-пресс, 2006. - 487 с.

67. Чекваскин А.Н., Семин В.Н., Стародуб К.Я. Основы автоматики. -М.:Энергия, 1977.-448 е.: шт.

68. Черпаков Б.И. Автоматизация и механизация производства. Учебное пособие. М.: Академия, 2004. - 384 е.: ил.

69. Черпаков Б.И. Металлорежущие станки. 3-е зд. М.: Академия, 2008.-368 е.: ил.

70. Шандров Б.В. Автоматизация производства (металлообработка) 2-е изд. Учебник. 2006.

71. Шумихина Е.М., Григорьев С.Н. Повышение энергоэффективности вспомогательного оборудования установок вакуумно-плазменного нанесения покрытий средствами автоматизации // Вестник МГТУ «Станкин». № 3(11), 2010.' - С. 82-85.

72. Шумихина Е.М. Повышение энергоэффективности асинхронного электродвигателя посредством автоматического управления параметрами его электропитания // Научно-технический журнал «Двигатель». № 4, 2010. - С. 56-57.

73. Электротехнический справочник. Изд. 3-е, переработ, и доп. Под общ. ред. А.Т. Голована. М.Г. Чиликина (глав, ред.) и др. Т.1 М. Л., Госэнергоиздат, 1961. - 736 е.: ил.

74. Электротехнологические промышленные установки: Учебник для вузов / Под. ред. А.Д. Свенчанского. М.: Энергоатомиздат, 1982.

75. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года. М.: Минэнерго России, 2001. - 544 с.

76. Power Factor Correction. Power Quality Solutions. Published by Epcos AG. Edition 04/2006. Ordering No. EPC:26017-7600. Printed in Germany. -79 p.

77. Walter Umrath. Основы Вакуумной Технологии. Printed in Germany. 225 p.