автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка и исследование асинхронных электроприводов с системами коррекции скольжения для подъемно-транспортных механизмов

На правах рукописи

005003827

Зотов Владимир Александрович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С СИСТЕМАМИ КОРРЕКЦИИ СКОЛЬЖЕНИЯ ДЛЯ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МЕХАНИЗМОВ

Специальность 05.09.03 - «Электромеханические комплексы и системы»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 8 ДЕК 2011

Липецк-2011

005003827

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Липецкий государственный технический университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Мещеряков Виктор Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Литвиненко Александр Михайлович

кандидат технических наук Петунии Алексей Алексеевич

Ведущая организация ОАО «Черметавтоматика», г. Москва

Защита состоится 23 декабря 2011 г. в 1200 на заседании диссертационного совета Д 212.108.01 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Липецкий государственный технический университет» по адресу: 398600, г. Липецк, ул. Московская 30, административный корпус, ауд.601.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Липецкий государственный технический университет»

Автореферат разослан « » ноября 2011 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования определяется растущим спросом на экономичные системы регулируемого электропривода, предназначенные для использования на подъемно-транспортных механизмах (ПТМ), выполняющих разнообразные погрузочно-разгрузочные операции. Электрооборудование ПТМ работает в сложных условиях, связанных с запыленностью воздуха, вибрациями, в ряде случаев с высокой температурой и повышенной влажностью. Режим работы систем электропривода интенсивный повторно - кратковременный с частыми пусками, реверсами и торможениями. В этих условиях наилучшим образом себя зарекомендовали системы электропривода, выполненные на базе асинхронного двигателя с фазным ротором (АД ФР). Однако широко применяемые в настоящее время системы параметрического управления пуском и регулированием частоты вращения АД ФР, неэкономичны и не удовлетворяют современным требованиям к динамическим показателям.

Перспективными энергосберегающими системами электропривода на базе АД ФР являются гибридные системы, построенные на базе частотного и параметрического с индукционным сопротивлением (ИС), а также частотного и каскадного электроприводов, обеспечивающих механические характеристики экскаваторного типа. Для распространения данных систем электропривода на ПТМ необходимо совершенствовать системы управления, обеспечить возможность работы в интенсивном повторно-кратковременном режиме.

Объектом исследования являются системы электропривода на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, предназначенные для использования на подъемно-транспортных механизмах.

Целью работы является совершенствование систем асинхронного электропривода с частотным управлением, предназначенных для подъемно-транспортных механизмов, путём разработки новых схемных решений и алгоритмов управления, позволяющих осуществлять коррекцию моментообразую-щих переменных двигателя.

Идея работы заключается в разработке и исследовании новых систем асинхронного частотно-параметрического и частотно-каскадного электропривода, имеющих механические характеристики экскаваторного типа, с использованием принципа косвенного управления положением моментообразующих векторов переменных двигателя.

В ходе работы ставились и решались следующие задачи:

- исследование динамических свойств двухдвигательного электропривода с упругой механической связью;

- математическое моделирование динамических процессов в ЭМС ПТМ при различных системах управления электроприводом;

- изучение влияния величины абсолютного скольжения на взаимное положение векторов переменных и момент асинхронного двигателя;

- разработка и исследование системы частотного электропривода на базе АД ФР и ИС с заданием абсолютного скольжения и коррекцией задания для поддержания на заданном уровне, близком к я/4, угола между векторами тока статора и главного потокосцепления на основании обработки информации о мгновенных значениях фазных токов ротора и статора;

- разработка двухдвигательного электропривода на базе АД ФР и ИС с параллельно подключенным к ИС вентильным блоком синхронизации скоростей двигателей;

- разработка исследование системы двухдвигательного частотно-каскадного асинхронного электропривода, выполненной на базе инвертора напряжения, с синхронизацией скоростей двигателей.

Методы исследования: методы структурных преобразований теории автоматического управления, метод математического анализа динамических свойств систем, методы математического моделирования нелинейных динамических систем на ЦВМ с применением численных методов решения, методы экспериментального подтверждения.

Научная новизна:

- установлено, что использование в системе двухдвигательного упругос-вязанного электропривода отрицательной обратной связи по разности скоростей двигателей оказывает такое же демпфирующее влияние на динамику системы, как и действие диссипативных сил вязкого трения;

- разработана новая система частотного управления АД ФР с заданием абсолютного скольжения и поддержанием угла ср„ между векторами тока статора и главного потокосцепления на уровне, близком к я/4, отличающаяся от известных принципом работы и конструктивным выполнением блока коррекции абсолютного скольжения, вырабатывающего сигнал коррекции на основании сравнения заданного и вычисленного (по мгновенным значениям фазных токов статора и ротора) угла ср0, за счет чего достигается минимизация тока статора при заданной величине момента;

- разработан и исследован двухдвигательный частотно-каскадный электропривод для механизмов с упругими связями с улучшающей динамические свойства системой синхронизации скоростей двигателей, реализуемой за счет включения в цепи роторов двигателей мостовых выпрямителей с их параллельным подключением к общему потребителю энергии скольжения, отличающийся использованием в качестве потребителя энергии скольжения инвертора напряжения, питающего обмотку статора, и наличием каскадного блока, передающего энергию скольжения в звено постоянного тока преобразователя частоты.

Практическая значимость:

- предложено новое техническое решение, представляющее схему частотного управления АД ФР с ИС, выполненную на базе инвертора напряжения с релейным регулятором тока и устройством параллельной коррекции задания на абсолютное скольжение, обеспечивающее процесс регулирования частоты вращения асинхронного двигателя, с обеспечением заданного значения момента при минимальном значении тока статора;

- улучшены динамические и энергетические показатели систем двухдви-гателыюго электропривода на базе АД ФР с синхронизацией скоростей двигателей за счет замены резисторного потребителя энергии на каскадный блок, позволяющий рекуперировать энергию скольжения в цепи статоров двигателей.

Достоверность полученных результатов подтверждается математическим обоснованием разработанных моделей, хорошей сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований с погрешностью 5-7%, сопоставимостью полученных результатов с положениями общей теории электропривода.

Реализация результатов работы.

Разработанная система управления электроприводом используется на предприятии ООО ЛПК «Новолит». Применение нового способа управления электроприводом позволило существенно снизить динамические нагрузки возникающие в ферме мостового крана и снизить количество пусков, реверсов и торможений на 15-20%. Ожидаемый экономический эффект составил 7104 рублей в год на каждой единице подъемно-транспортного оборудования. Также результаты, полученные в диссертации, используются в ГОУ ВПО Липецкий государственный технический университет. Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2010-2013 г.г.

На защиту выносятся:

- результаты исследования и принцип коррекции динамических свойств электромеханических систем IIIМ с двухдвигательным электроприводом;

- результаты аналитических исследований систем частотного управления асинхронным электроприводом, выявивших влияние величины абсолютного скольжения на взаимное положение векторов переменных и момент асинхронного двигателя;

- результаты разработки и исследования системы частотного управления АД ФР и ИС, выполненной на базе инвертора напряжения с релейным регулятором тока, с коррекцией абсолютного скольжения в функции угла между векторами тока статора и главного потокосцепления, обеспечивающей наименьшую величину тока статора при заданном моменте двигателя;

- результаты разработки и исследования двухдвигательного электропривода на базе АД ФР и ИС с параллельно подключенным к ИС вентильным блоком синхронизации скоростей двигателей;

.- результаты исследования системы двухдвигательного частотно-каскадного электропривода для механизмов с упругими связями с системой синхронизацией скоростей двигателей, реализуемой за счет включения в цепи роторов двигателей мостовых выпрямителей и их параллельного подключения к общему каскадному блоку, осуществляющему передачу энергии скольжения в общее звено постоянного тока преобразователя частоты.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергетика, энергосберегающие технологии» Липецк, 20-30 апреля 2004г.;

- Всероссийской научно технической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии 2004» ЛГТУ. Липецк 26-28.10.2004г.;

- Международной научно-технической конференции «Энергетика и энергоэф-фекгивные технологии» 4-5октября 2007г.;

- Межрегиональной научной конференции «Фундаментальная наука центральной России», Тамбов ТГТУ. 17-19 октября 2007г.;

- Областной научной конференции «О научном потенциале региона и путях его развития» 2010 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них

2 работы в ведущих рецензируемых научных изданиях из Перечня ВАК России.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и 14 приложений. Общий объём

диссертации -190 страниц, в том числе 158 страниц основного текста, 87 рисунков, 8 таблиц, список литературы из 99 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрены основные тенденции совершенствования и развития систем электропривода ПТМ, выполнен обзор литературных источников по данной проблематике, рассмотрены особенности совместной работы электрического и механического оборудования ПТМ, сделан анализ систем частотного асинхронного электропривода, а также известных разработок в области частотного-каскадного асинхронного электропривода.

Механическая часть и металлоконструкции крановых механизмов характеризуются наличием упругих связей, что определяет колебательный характер динамических процессов в электромеханических системах (ЭМС). Для основной массы крановых механизмов, где преимущественно используются асинхронные двигатели с фазным ротором, актуальной является задача разработки энергосберегающих систем управления асинхронным двигателем с фазным ротором. Электропривод крановых механизмов обеспечивает различные режимы работы механического оборудования за счет регулирования основных координат электропривода путём изменения механических характеристик двигателя. Рассмотрены и проанализированы регулировочные механические характеристики основных типов электроприводов, используемых на ПТМ и перспективных для внедрения систем электропривода. Проанализированы известные подходы к улучшению динамических свойств систем электропривода крановых механизмов.

Некоторым ПТМ приходится работать в режиме «на упор». Такая работа диктует использование систем электропривода, имеющих механические характеристики экскаваторного типа с надёжным ограничением пусковых токов и моментов. Следует отметить, что механические характеристики экскаваторного типа благоприятны для большинства ПТМ.

Во второй главе рассмотрены проблемы управления динамическими процессами в электромеханических системах ПТМ. На основании разработанных математических моделей проанализированы их основные динамические свойства с использованием структурно-топологического метода, а также моделирования динамических процессов на ЦВМ. Показано, что в упругосвязанной ЭМС с двухдвигательным электроприводом синхронизация скоростей двигателей позволяет повысить демпфирующую способность электропривода. Структурная

схема двухмассовой двухдвигательной расчётной схемы, показана на рис.1, где приводные двигатели описаны передаточными функциями ЧУД](р) и (р).

Выполненный анализ показал, что частота колебаний электромагнитного момента асинхронного двигателя более чем на два порядка превышает частоту колебаний упругого момента в механической части ЭМС. Поэтому, в первом приближении, при анализе динамических свойств механической части привода двигатель может быть описан передаточной функцией = р.

разности скоростей двигателей Дш

Проведен анализ эквивалентной передаточной функции по управлению двухмассовой двухдвигательной системы:

\у(р)=МеМ=_РУ0,-1г)-с^р2+р-(;,-:г)-р__ .

<в0(р) Уй'р3 +с«(Р+Ь,2 +г)У, + .Г2)р2 +{1, +1, +с"'[2-р-(Ь12 +у)+р2]} -р+гр'

где М12 - упругий момент в элементе, связывающий первую и вторую приведённые массы; ш0- скорость идеального холостого хода двигателей; с12 - жёсткость упругих связей; - приведённые моменты инерции масс; р -модуль жёсткости механической характеристики двигателя; Ъ12 - коэффициент внутреннего трения в упругом элементе; 7 - коэффициент синхронизации двигателей.

Анализ характеристического уравнения двухмассовой ЭМС показал, что переходные процессы в этой системе имеют колебательный характер. Ограничить амплитуду колебаний в металлоконструкции можно путём повышения демпфирующей способности двухдвигательного электропривода.

Было рассмотрено влияние отрицательной обратной связи по разности скоростей двигателей (ООС по Аш) на динамические процессы в линеаризованной ЭМС с двухдвигательным электроприводом. В данной структурной схеме (рис.1) ООС по Дш реализована с помощью звена, имеющего передаточную функцию ш(р) = у. Действие ООС по Дш вызывает появление момента синхронизации, ускоряющего отстающий двигатель и тормозящего опережающий двигатель. Наличие ООС по Ли оказывает такое же демпфирующее воздействие, как и.внутренние диссипативные силы в материале металлоконструкции мостового крана, что видно из выражения (1).

Методом математического моделирования установлено, что при ступенчатой пусковой диаграмме динамические нагрузки резко возрастают в момент переключения ступеней сопротивлений, поэтому для снижения динамических нагрузок необходимо формировать механическую характеристику экскаваторного типа.

В третьей главе исследованы взаимосвязи между переменными асинхронного двигателя при частотном управлении. На основании анализа математических моделей асинхронного двигателя, представленных в виде векторной диаграммы и схемы замещения, установлена связь электромагнитного момента двигателя с частотными характеристиками, полученными на основе передаточных функций, связывающих операторные изображения тока статора с током намагничивания и потокосцеплением ротора.

Электромагнитный момент двигателя определяется:

3

м = 2Р»-Ьш!1.М1»|-8ш(г'„- (2)

где ф0 - угол между векторами тока статора и тока намагничивания (рис.2).

При рассмотрении частотного регулирования используем относительные величины а = ^; р = Ии; у = и,/и,„,тогда р = Дш/ш„ =а-8а.

Уравнение (2) было приведено к виду

м = 'Ь™ 'I Г 'I (сояРо -зтф0 Лф |• БШфо_ (3)

Угол между векторами тока и эдс ротора определяется:

Исследование уравнения (3) на экстремум показало, что отношение М/1^ будет наибольшим при угле ср0о1ГГ, близком к значению к/4.

к ж Ч> Ул У" г -S

Л. 4>m

t<f..*)

п

Рис.2. Векторная диаграмма АД Рис.3. Частотная функция Р(ьа, а')

На основании анализа схемы замещения фазы АД, в которой все параметры выражены в операторной форме, определено соотношения между переменными схемы, в частности:

W(p):

Л(Р) -Т.Р+1

1,(Р) - TjP+1

где

(14+LJ-s,, К

т -ikfi.

Г'

Частотные характеристики определяются:

А(ш') =

L', -s . (Ц +L )s . <р0(ш ) = arctgT,ra -arctgTj® = arctg "/a -arctg " ' es .

r2 84.

(5)

(6)

(7)

(8)

Круговая электрическая частота со*, являющаяся аргументом в частотных характеристиках, связана с частотой вращения поля статора Ш1 соотношением

Ш* = 27:Г, = Ю) р„.

Т,2 - со +1

(9)

Частотная функция F(s„,cû') =

приведена на рис.3. Из графи-

Т,!-(в +1

ков видно, что существует максимум этой функции, определяемый величинами частоты и абсолютного скольжения. Установлено, что максимуму функции F(s.,îo') соответствует оптимальный угол между векторами тока статора и тока намагничивания близкий к <р0 = л/4. Оптимального значения абсолютного

скольжения, при котором обеспечивается наибольшее отношение М/1*, определяется:

р = ——. (Ю)

Роп х;+х.

При разработке системы частотного управления электроприводом на базе АД ФР можно реализовать наблюдатель угла между векторами тока статора и главного потокосцепления.

Было получено выражение, для оптимального значения абсолютного скольжения для каскадных схем при введении в цепь ротора АД ФР добавочного напряжения

х;+х„

а-Ц, ' Е„

(П)

В четвёртой главе разработаны и исследованы объектно-ориентированные системы электропривода для ПТМ. Разработана и исследована система управления АД ФР с индукционным сопротивлением (ИС) в цепи ротора и преобразователем частоты (ПЧ) в цепи статора. Для механизмов, выполняющих ответственные операции, например, монтажных кранов, разработаны системы частотного асинхронного электропривода с наблюдателем взаимного положения тока статора и намагничивающего параметра (в частности заявка №210144949 с положительным решением о выдаче патента на изобретете от 3.11.2011). На рис.4 приведена схема частотного электропривода на базе АД ФР с ИС и наиболее просто реализуемым наблюдателем взаимного положения тока статора и главного потокосцепления

Рис.4. Функциональная схема частотного асинхронного электропривода

Электропривод содержит: 1 - ПЧ на базе инвертора тока; 2, 3 - датчики тока; 4 -АД ФР с ИС в цепи ротора; 5 - датчик скорости; 6 - блок ШИМ гистерезисного регулятора тока; 7-сумматор скорости; 8 - блок сравнения скорости; 9 - блок задания скорости; 10 - ПИ-регулятор скорости; 11 - блок ограничения задания квадрата тока статора; 12 - блок расчета задания модуля тока статора; 13 -блок формирования фронта нарастания тока статора; 14 - формирователь мгновенных значений тока статора; 15 - блок ограничения частоты вращения ротора ш (в случае превышения шздд); 16 - блок задания разности частот вращения поля

статора и ротора; 17 - сумматор; 18 - блок расчета частоты тока статора; 19 -блок расчета тангенса угла ф„; 20 - блок задания угла <р0; 21 - сумматор; 22 -

блок расчета сигнала коррекции 6ш; 23 - сумматор.

Система управления содержит трехфазный релейный регулятор тока, по прямому каналу задаются синусоидальные желаемые значения фазных токов, а по каналу обратной связи поступают измеренные значения фазных токов. Допустимое относительное значение отклонения тока принято Д=0,05. Передаточная функция ПИ-регулятора скорости имеет вид:

к(Р)~8Т».р.к11.кс ' (12)

где км - коэффициент, связывающий величины тока статора и электромагнитного момента; кс - коэффициент обратной связи по скорости; I — приведенный момент инерции; Тц - эквивалентная постоянная времени замкнутого контура тока.

Блок 16 задает постоянное значение Дш„„, в блоке 15 ограничивается сигнал от датчика скорости о до уровня юог? < желаемая частота вращения поля статора определяется ш, = шСф+Деаск, блок 18 задает частоту вращения магнитного потока = со, р„. Наблюдатель 19 позволяет определять величину тангенса угла <р0. В функциональном блоке 19 осуществляется вычисление тангенса угла ф0 на основании тригонометрического соотношения:

4бфо = ^(агсзш^) = (13)

Полученное значение 10ср„ сравнивается в блоке 21с заданным блок 22 вырабатывает сигнал коррекции частоты вращения 8га. Модули векторов токов статора и ротора определяются на основании формул преобразования мгновенных значений токов трехфазной системы координат в двухфазную систему. Измеренное значение tgф(l сравнивается с заданным и при отклонении с помо-

щью блока 22 вырабатывается сигнал коррекции задания 5ш, влияющий на абсолютное скольжение и ш'.

Динамические свойства системы электропривода (рис.4) были исследованы методом математического моделирования, выполненного в среде моделирования Matlab. Результаты моделирования показали, что в системе обеспечивается поддержание на оптимальном уровне регулируемых параметров, график М=Г(ш, t) приведен на рис.5,а, график <р0 = f(t)) - на рис.5,б.

ю,рад/'с

Мс 15 30

Е

М,Нм

а)

Рис.5. Графики: а - M=f(ra,t); б - <р0 = f(t)

На базе электропривода (рис.4) разработана схема частотно-каскадного асинхронного электропривода (ЧКЭ), приведенная на рис.6, в которой также осуществляет поддержание на заданном уровне угла ф0.

29

Рис.6. Функциональная схема ЧКЭ на базе инвертора напряжения В схеме (рис.6) выход выпрямителя 27 подключен к входу однофазного инвертора 28, выход которого подключен к первичной обмотке однофазного повышающего трансформатора 29, к выходу вторичной обмотки которого под-

ключей диодный выпрямитель 30, выход которого подключен параллельно выходу выпрямителя 24 преобразователя частоты 1. Система управления инвертором ПЧ 25 обеспечивает поддержание постоянства абсолютного скольжения при частотном пуске и регулировании скорости электропривода.

Разработана система двухдвигательного электропривода на базе АД ФР с ИС (рис.7,а) с параллельным включением вентильного блока синхронизации скоростей двигателей. При отличиях в скольжениях двигателей появляется неравенство напряжений на выходах мостовых выпрямителей в цепях роторов. Выпрямитель, имеющий большее напряжение на выходе запирает выпрямитель, имеющий меньшее напряжение на выходе. Ток ротора отстающего двигателя возрастает, что обеспечивает появление дополнительного синхронизирующего момента.

Рис.7. Схемы двухдвигательного асинхронный электропривода с системами синхронизации скоростей: а - с ИС; б - с каскадным блоком

Функциональная схема (рис.6) является базовой для построения двухдвигательного частотно-каскадного электропривода (рис.7,б). В качестве общего нагрузочного устройства для роторных выпрямителей использовано общее звено постоянного тока преобразователя частоты на базе инвертора напряжения, связь цепи ротора и преобразователя частоты осуществляется через согласующий каскадный блок, содержащий однофазный инвертор, согласующий трансформатор и выпрямитель, осуществляющий передачу энергии скольжения в общее звено постоянного тока ПЧ.

На основании рассмотрения схемы замещения двухдвигательного электропривода с системой синхронизации скоростей двигателей, построенной на основе Г-образной схемой замещения АД ФР получены выражения для определения токов роторов двигателей. Токи роторов двигателей являются взаимозависимыми величинами:

1„ =-

1„ =

+ Кхп +Х'2,)][Я12 Кх12 +х-22)]_Р!^Э_

$2 «82 __^_.

3, в, Б. в, Б. -Э,

в, 5,

(14)

(15)

(16)

Проведено математическое моделирование динамических режимов в системе двухдвигательного упругосвязанного электропривода с синхронизацией угловых скоростей двигателей в среде моделирования Л^1аЬ. Графики изменения упругого момента приведены на рис.8. В синхронизированной системе максимальный упругий момент снизился на 29%.

-V ........

I

I

Г -—г»

1/ .........!

.....У"

О 0-1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 ОЛ 0.9 1.0 0 0.19 0.30 0.45 0.60 0.7» 0.90 1.09 1.20 1.35 1.50

а) б)

Рис.8. Упругий момент в двухдвигательной системе: а - без синхронизации; б - с синхронизацией

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных в диссертационной работе исследований была решена актуальная научная задача, заключающаяся в совершенствовании систем асинхронного электропривода с частотным управлением, предназначенных для подъемно-транспортных механизмов, путём разработки новых схемных решений и алгоритмов управления, позволяющих осуществлять коррекцию моментообразующих переменных двигателя.

Основные результаты, полученные в диссертации, позволяют сформулировать следующие выводы:

I. В настоящее время на подъёмно-транспортных механизмах используются неэкономичные системы параметрического управления асинхронным двигателем с фазным ротором, требующие модернизации. Более экономичное

управление асинхронным двигателем с фазным ротором в условиях эксплуатации подъёмно-транспортных механизмов можно осуществлять с использованием комбинированных методов, включающих частотное и параметрическое, а также частотное и каскадное управление.

2. В ЭМС с упругими связями и двухдвигательным электроприводом, обладающим механическими характеристиками «экскаваторного» типа, необходимо повышать демпфирующую способность электропривода, особенно на пусковом участке механической характеристики, имеющей малую жесткость, путем использования корректирующих блоков, реализующих отрицательную обратную связь по разности скоростей двигателей. Введение в ЭМС с двухдвигательным электроприводом отрицательной обратной связи по разности скоростей двигателей оказывает такое же демпфирующее воздействие на динамику системы, как и наличие диссипативных сил внутреннего трения в упругом материале. Синхронизация скоростей двигателей двухдвигательного электропривода является эффективным способом повышения его демпфирующей способности и снижения динамических нагрузок в электромеханических системах.

3. В системе частотного управления асинхронным электроприводом целесообразно обеспечивать под держание на постоянном оптимальном уровне величины Аа>опт - разности между частотой вращения поля статора и скоростью вращения ротора, и соответственно абсолютного скольжения, выполнение этого условия обеспечит минимальное значение тока статора при заданном значении электромагнитного момента.

4. В системе частотного управления асинхронным двигателем с фазным ротором с поддержанием угла между векторами тока статора и главного пото-косцепления на уровне, близком к л/4, использование блока коррекции абсолютного скольжения, действие которого основано на сравнении заданного и вычисленного значений тангенса угла между векторами тока статора и главного потокосцепления, осуществляемого на основании измерения мгновенных значений тока статора и ротора, позволяет наиболее простыми средствами достигнуть минимизации модуля вектора тока статора при заданной величине момента.

5. Система частотного электропривода, построенная на базе асинхронного двигателя с фазным ротором и ИС обеспечивает механические характеристики «экскаваторного» типа при разомкнутой системе управления. В двухдвигатель-ном электроприводе параллельное подключение к ИС вентилыю-резисторного синхронизирующего блока позволяет выравнивать частоты вращения двигателей.

6. Системы частотно-каскадного электропривода, построенные на базе асинхронного двигателя с фазньм ротором, позволяют выводить энергию

скольжения из цепи ротора в звено постоянного тока и вторично использовать её для питания обмотки статора при уменьшении, по сравнению с традиционными системами АВК, потребления реактивной мощности из сети, что особенно важно для подъёмно-транспортных механизмов, работающих в интенсивном повторно-кратковременном режиме.

7. Параллельное соединение мостовых выпрямителей, входами подключённых к обмоткам роторов асинхронных двигателей, а выходами подключенных к общему каскадному инверторно-выпрямительному блоку, соединенному со звеном постоянного тока преобразователя частоты, позволяет обеспечить синхронизацию скоростей двигателей в системах частотно-каскадного электропривода.

Работы, опубликованные по теме диссертации:

1. Мещеряков В. Н., Москин В. А., Зотов В. А., Исследование системы асинхронно-вентильного каскада с последовательным соединением обмоток статора и ротора // Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергетика, энергосберегающие технологию) Липецк, - 2004г. - 20-30 апреля. С. 62-63.

2. Мещеряков В. Н., Соломатин А. А., Зотов В. А., Асинхронный двигатель двойного питания в электроприводе механизмов общепромышленного назначения Н Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергетика, энергосберегающие технологии» 4.2 Липецк, - 2004. - 20-30 апреля. С. 64-65.

3. Мещеряков В. Н., Левин П. Н., Зотов В. А., Основные тенденции развития электропрводов на базе асинхронного двигателя с фазным ротором для механизмов общепромышленного назначения // Всероссийской научно технической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии 2004» ЛГТУ. Липецк, - 2004г. - 26-28.10. С. 51-52.

4. Мещеряков В. Н., Финеев А. А., Зотов В. А., Крановый асинхронный электропривод с частотно-параметрическим управлением // Вести высших учебных заведений Черноземья № 1.2005. С. 3-8.

5. Мещеряков В. Н., Левин П. Н., Рысляев Р. С., Зотов В. А., Энергосбережение на типовых производственных механизмах средствами регулируемого асинхронного электропривода // Сборник научных трудов «Внедрение в производство ««чистых» технологий» Липецк. ЛГТУ. 2005 . С. 21-23.

6. Мещеряков В. Н., Рысляев Р. С., Зотов В. А., Формирование электромагнитного момента асинхронного двигателя в частотном электроприводе // Электротехнические комплексы и системы. №1. Воронеж. 2006. С. 17-19.

7. Мещеряков В. Н., Левин П. Н., Зотов В. А., Асинхронный электропривод с частотно-параметрическим управлением для механизмов циклического действия // Сборник научных трудов молодых ученых. Липецк. ЛГТУ. 2007. С. 56-60.

8. Мещеряков В. Н., Левин П. Н., Зотов В. А., Снижение потерь в кинематически связанных асинхронных электроприводах // Материалы Международной научно-технической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии» - 2007г. - 4-5октября. С. 57-58.

9. Мещеряков В. Н., Левин П. Н., Зотов В. А., Применение синхронизированного асинхронного электропривода в многодвигательных механизмах // Материалы Межрегиональной научной конференции «Фундаментальная наука центральной России», Тамбов ТГТУ. - 2007г. -17-19 октября. С. 323-325.

10. Мещеряков В. Н., Шишлин Д. И., Рысляев Р. С., Зотов В. А., Статические характеристики системы асинхронного вентильного каскада с последовательным возбуждением // Известия вузов. Электромеханика № 2. 2009. С..57-60.

11. Мещеряков В. Н., Зотов В. А., Мещерякова О. В., Система частотно-параметрического асинхронного электропривода с наблюдателем угла между векторами тока статора и тока намагничивания // Материалы Итоговой научной конференции «О научном потенциале региона». 4.2. Липецк. 2010. С. 49-53.

Личный вклад автора в работах^ написанных в соавторстве, заключается в следующем: в [1,10] получены выражения для расчета статических характеристик и выполнены экспериментальные исследования частотно-каскадного электропривода; в [2,3,5] проанализированы системы электропривода, перспективные для применения на механизмах общепромышленного назначения, в [4,7] разработаны схемы частотно-параметрического асинхронного электропривода; в [6] выполнены аналитические исследования частотного электропривода с оптимальным управлением; в [8] предложил метод снижения потерь энергии за счет ограничения динамических нагрузок в ЭМС; [9] предложен метод ограничения динамических нагрузок в упругосвязанных ЭМС, заключающийся в синхронизации скоростей двигателей [11] разработал наблюдатель угла между векторами тока статора и тока намагничивания.

Подписано в печать 17.11.2011г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Ризография. Объем 1,2 п. л. Тираж 120 экз. Заказ № 716

Полиграфическое подразделение Издательства Липецкого государственного технического университета. 398600 Липецк, ул. Московская, 30.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СИСТЕМЫ РЕГУЛИРУЕМОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МЕХАНИЗМОВ.

1.1. Анализ современного состояния электроприводов и электромеханических систем подъемно-транспортных механизмов.

1.2. Состояние исследований и разработок в области частотно-регулируемого асинхронного электропривода.

1.3. Системы электропривода на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, обеспечивающие механические характеристики экскаваторного типа.

ВЫВОДЫ.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МЕХАНИЗМОВ.

2.1. Математическаямодель двухмассовой электромеханической системы механизма передвижения мостового крана с двухдвигательным электроприводом.

2.2. Математическая модель асинхронного двигателя, как элемента электромеханической системы.

2.3. Влияние обратной связи по разности скоростей двигателей на динамические свойства двухдвигательных упругосвязанных систем*.

2.4. Анализ процессов упругой деформации в двухмассовой'двухдвигательной электромеханической системе.

ВЫВОДЫ1.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ' ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В АСИНХРОННОМ ДВИГАТЕЛЕ

ПРИ ЧАСТОТНОМ И КАСКАДНОМ УПРАВЛЕНИИ.

3.1. Основные закономерности, характеризующие процесс формирования электромагнитного момента асинхронного двигателя.

3.2. Определение оптимального значения угла между векторами тока статора и тока намагничивания

3.3. Анализ передаточных функций между током статора и током намагничивания асинхронного двигателя.

3.4. Влияние на величину абсолютного скольжения добавочной противо-эдс, введенной в цепь ротора асинхронного двигателя.

ВЫВОДЫ.

4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМ КОРЕКЦИИ СКОЛЬЖЕНИЯ.

4.1 Система частотно-параметрического асинхронного электропривода.

4.2. Системы частотного регулирования асинхронного электропривода с релейным принципом регулирования тока статора и поддержанием оптимального значения абсолютного скольжения.

4.3. Синхронизация скоростей за счет выравнивания скольжений двигателей двухдвигательного асинхронного электропривода с индукционным сопротивлением.

4.4. Двухдвигательный частотно-каскадный электропривод с синхронизацией скоростей двигателей.

ВЫВОДЫ.

Подъёмно-транспортные механизмы (ПТМ), представляют собой большую группу механизмов общепромышленного назначения, выполняющих разнообразные погрузочно-разгрузочные операции. К ним относятся краны - мостовые, козловые, башенные, поворотные и т.д. Многие крановые механизмы обслуживают основные технологические агрегаты, поэтому необходима их надежная безаварийная работа. Количество ПТМ на крупных промышленных предприятиях составляет 1000 единиц и более. Среди ПТМ можно выделить типовые механизмы, такие как мостовые и козловые краны, конвейеры, оснащаемые системами однодвигательного, двухдвигательного и многодвигательного электропривода.

Электрооборудование ПТМ работает в сложных условиях, связанных с запыленностью воздуха, вибрациями, в ряде случаев с высокой температурой и повышенной влажностью. Режим работы систем электропривода интенсивный, повторно - кратковременный с частыми пусками, реверсами и торможениями. В этих условиях наилучшим образом себя зарекомендовали системы электропривода, выполненные на базе асинхронного двигателя с фазным ротором. Однако широко применяемые в настоящее время системы параметрического управления пуском и регулированием частоты вращения, выполненные на базе пусковых резисторов и контроллеров, являются энергозатратными и не удовлетворяют современным требованиям к динамическим показателям.

Актуальность темы исследования определяется растущим спросом на экономичные системы регулируемого электропривода, предназначенные для использования на подъемно-транспортных механизмах (ПТМ), выполняющих разнообразные погрузочно-разгрузочные операции. Электрооборудование ПТМ работает в сложных условиях, связанных с запыленностью воздуха, вибрациями, в ряде случаев с высокой температурой и повышенной влажностью. Режим работы систем электропривода интенсивный повторно - кратковременный с частыми пусками, реверсами и торможениями. В этих условиях наилучшим образом себя зарекомендовали системы электропривода, выполненные на базе асинхронного двигателя с фазным ротором (АД ФР). Однако широко применяемые в настоящее время системы параметрического управ--' ления пуском и регулированием частоты вращения АД ФР, неэкономичны и не удовлетворяют современным требованиям к динамическим показателям.

Перспективными энергосберегающими системами электропривода на базе АД ФР являются гибридные системы, построенные на базе частотного и параметрического с индукционным сопротивлением (ИС), а также частотного и каскадного электроприводов, обеспечивающих механические характеристики экскаваторного типа. Для распространения данных систем электропривода на ПТМ необходимо совершенствовать системы управления, обеспечить возможность работы в интенсивном повторно-кратковременном режиме.

Объектом исследования являются системы электропривода на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, предназначенные для использования на подъемно- транспортных механизмах.

Целью работы является совершенствование систем асинхронного электропривода с частотным управлением, предназначенных для подъемно-транспортных механизмов, путём разработки новых схемных решений и алгоритмов управления, позволяющих осуществлять коррекцию моментообра-зующих переменных двигателя.

Идея работы заключается в разработке и исследовании новых систем асинхронного частотно-параметрического и частотно-каскадного электропривода, имеющих механические характеристики экскаваторного типа, с использованием принципа косвенного управления положением моментообра-зующих векторов переменных двигателя.

В ходе работы ставились и решались следующие задачи:

- исследование динамических свойств двухдвигательного электропривода с упругой механической связью;

- математическое моделирование динамических процессов в ЭМС ПТМ при различных системах управления электроприводом;

- изучение влияния величины абсолютного скольжения на взаимное положение векторов переменных и момент асинхронного двигателя;

- разработка и исследование системы частотного электропривода на базе АД ФР и ИС с заданием абсолютного скольжения и коррекцией задания для поддержания.на заданном уровне, близком к и/4 , угола между векторами тока статора и: главного потокосцепления на основании обработки информации о: мгновенных значениях фазных токов ротора и статора;

- разработка двухдвигательного электропривода на базе АД ФР и ИС с параллельно подключенным к ИС вентильным блоком синхронизации скоростей двигателей;

- разработка исследование системы двухдвигательного частотно-каскадного асинхронного электропривода, выполненной; на базе инвертора напряжения, с синхронизацией скоростей двигателей: Методы исследования: методы структурных преобразований теории автоматического управления; метод математического анализа динамических свойств, систем, методы, математического моделирования нелинейных динамических систем на ЦВМ; с применением численных методов решения, методы экспериментального подтверждения.

Научная- новизна:

- установлено; что использование в системе двух двигательного? упру-госвязанного электропривода отрицательной обратной связи: но разности скоростей двигателей оказывает такое же демпфирующее влияние на. динамику системы, как и действие диссипативных сил вязкого трения;

- разработана новая система частотного управления АД ФР с заданием абсолютного скольжения и поддержанием угла ср0 между векторами тока статора и главного потокосцепления на уровне, близком к л/4, отличающаяся от известных принципом работы и конструктивным выполнением блока коррекции абсолютного скольжения, вырабатывающего сигнал коррекции на основании сравнения заданного и вычисленного (по мгновенным значениям фазных токов'статора; и ротора) угла ф0, за счет чего достигается минимизация тока статора при заданной величине момента;

- разработан и исследован двухдвигательный частотно-каскадный электропривод для механизмов с упругими связями с улучшающей динамические свойства системой синхронизации скоростей двигателей, реализуемой за счет включения в цепи роторов двигателей мостовых выпрямителей с их параллельным подключением к общему потребителю энергии скольжения, отличающийся использованием в качестве потребителя энергии скольжения инвертора напряжения, питающего обмотку статора, и наличием каскадного блока, передающего энергию скольжения в звено постоянного тока преобразователя частоты.

Практическая значимость:

- предложено новое техническое решение, представляющее схему частотного управления АД ФР с ИС, выполненную на базе инвертора напряжения с релейным регулятором тока и устройством параллельной коррекции задания на абсолютное скольжение, обеспечивающее процесс регулирования частоты вращения асинхронного двигателя, с обеспечением заданного значения момента при минимальном значении тока статора;

- улучшены динамические и энергетические показатели систем двух-двигательного электропривода на базе АД ФР с синхронизацией скоростей двигателей за счет замены резисторного потребителя энергии на каскадный блок, позволяющий рекуперировать энергию скольжения в цепи статоров двигателей.

Достоверность полученных результатов подтверждается математическим обоснованием разработанных моделей, хорошей сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований с погрешностью 57%, сопоставимостью полученных результатов с положениями общей теории электропривода.

Реализация результатов работы.

Разработанная система управления электроприводом используется на предприятии ООО ЛПК «Новолит». Применение нового способа управления электроприводом позволило существенно снизить динамические нагрузки возникающие в ферме мостового крана и снизить количество пусков, реверсов и торможений на 15-20%. Ожидаемый экономический эффект составил 7104 рублей в год на каждой единице подъемно-транспортного оборудования. Также результаты, полученные в диссертации, используются в ГОУ ВПО Липецкий государственный технический университет. Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2010-2013 г.г.

На защиту выносятся:

- результаты исследования и принцип коррекции динамических свойств электромеханических систем ПТМ с двухдвигательным электроприводом;

- результаты аналитических исследований систем частотного управления асинхронным электроприводом, выявивших влияние величины абсолютного скольжения на взаимное положение* векторов переменных и момент асинхронного двигателя;

- результаты разработки и исследования системы частотного управления АД ФР и ИС, выполненной на базе инвертора напряжения с релейным регулятором тока, с коррекцией абсолютного скольжения в функции угла между векторами тока статора и главного потокосцепления, обеспечивающей наименьшую величину тока статора при заданном моменте двигателя;

- результаты разработки и исследования двухдвигательного электропривода на базе АД ФР и ИС с параллельно подключенным к ИС вентильным блоком синхронизации скоростей двигателей;

- результаты исследования системы двухдвигательного частотно-каскадного электропривода для механизмов с упругими связями с системой синхронизацией скоростей двигателей, реализуемой за счет включения в цепи роторов двигателей мостовых выпрямителей и их параллельного подключения к общему каскадному блоку, осуществляющему передачу энергии скольжения в общее звено постоянного тока преобразователя частоты.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергетика, энергосберегающие технологии» Липецк, 20-30 апреля 2004г.;

- Всероссийской научно технической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии 2004» ЛГТУ. Липецк 26-28.10.2004г.;

- Международной научно-технической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии» 4-5октября 2007г.;

- Межрегиональной научной конференции «Фундаментальная наука центральной России», Тамбов ТГТУ. 17-19 октября 2007г.;

- Областной научной конференции «О научном потенциале региона и путях его развития» 2010 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 2 работы в ведущих рецензируемых научных изданиях из Перечня ВАК России.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и 14 приложений. Общий объём диссертации - 190 страниц, в том числе 158 страниц основного текста, 87 рисунков, 8 таблиц, список литературы из 99 наименований.

Основные результаты, полученные в диссертации, позволяют сформулировать следующие выводы:

1. В настоящее время на подъёмно-транспортных механизмах используются неэкономичные системы параметрического управления асинхронным двигателем с фазным ротором, требующие модернизации. Более экономичное управление асинхронным двигателем с фазным ротором в условиях эксплуатации подъёмно-транспортных механизмов можно осуществлять с использованием комбинированных методов, включающих частотное и параметрическое, а также частотное и каскадное управление.

2. В ЭМС с упругими связями и двухдвигательным электроприводом, обладающим механическими характеристиками «экскаваторного» типа, необходимо повышать демпфирующую способность электропривода, особенно на пусковом участке механической характеристики, имеющей малую жесткость, путем использования корректирующих блоков, реализующих отрицательную обратную связь по разности скоростей двигателей. Введение в ЭМС с двухдвигательным электроприводом отрицательной обратной связи по разности скоростей двигателей оказывает такое же демпфирующее воздействие на динамику системы, как и наличие диссипативных сил внутреннего трения в упругом материале. Синхронизация скоростей двигателей двухдвигатель-ного электропривода является эффективным способом повышения его демпфирующей способности и снижения динамических нагрузок в электромеханических системах.

3. В системе частотного управления асинхронным электроприводом целесообразно обеспечивать поддержание на постоянном оптимальном уровне величины Асоопт - разности между частотой вращения поля статора и скоростью вращения ротора, и соответственно абсолютного скольжения, выполнение этого условия обеспечит минимальное значение тока статора при заданном значении электромагнитного момента.

4. В системе частотного управления асинхронным двигателем с фазным ротором с поддержанием угла между векторами тока статора и главного потокосцепления на уровне, близком к л/4, использование блока коррекции абсолютного скольжения, действие которого основано на сравнении заданного и вычисленного значений тангенса угла между векторами тока статора и главного потокосцепления, осуществляемого на основании измерения мгновенных значений тока статора и ротора, позволяет наиболее простыми средствами достигнуть минимизации модуля вектора тока статора при заданной величине момента.

5. Система частотного электропривода, построенная на базе асинхронного двигателя с фазным ротором и ИС обеспечивает механические характеристики «экскаваторного» типа при разомкнутой системе управления. В двухдвигательном электроприводе параллельное подключение к ИС вен-тильно-резисторного синхронизирующего блока позволяет выравнивать частоты вращения двигателей.

6. Системы частотно-каскадного электропривода, построенные на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, позволяют выводить энергию скольжения из цепи ротора в звено постоянного тока и вторично использовать её для питания обмотки статора при уменьшении, по сравнению с традиционными системами АВК, потребления реактивной мощности из сети, что особенно важно для подъёмно-транспортных механизмов, работающих в интенсивном повторно-кратковременном режиме.

7. Параллельное соединение мостовых выпрямителей, входами подключённых к обмоткам роторов асинхронных двигателей, а выходами подключенных к общему каскадному инверторно-выпрямительному блоку, со! единенному со звеном постоянного тока преобразователя частоты, позволяет обеспечить синхронизацию скоростей двигателей в системах частотно-каскадного электропривода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Абрамович, И.И. Облегчённые конструкции в краностроении текст. / И.И. Абрамович. — М.: Подъемно-транспортное оборудование. ЦНИИ ТЭИтяжмаш. 1982. №32: 48 с.

2. Казак, С.А. Динамика мостовых кранов текст. / С.А. Казак. — М.: Машиностроение, 1968. 331 с.

3. Парницкий, А.Б. Мостовые краны общего назначения текст. / А.Б. Парницкий, А.П.Шабанов, А.Г.Лысяков М.: Машиностроение, 1971. -352с.

4. Рапутов, Б.М. Электрооборудование кранов металлургических предприятий текст. / Б.М. Рапутов. -М.: Металлургия, 1990 .272 с.

5. Богословский, А.П. Электрооборудование кранов текст. / А.П.Богословский, Е.М.Певзнер, Н.Ф.Семерин, и др. М.: Машиностроение, 1983.-310с.

6. Певзвер, Е.М. Крановый электропривод. Справочник текст. / Е.М.Певзвер.- М.: Энергоатомиздат, 1988. 334с.

7. Рабинович, A.A. Крановое электрооборудование. Справочник текст. / А.А.Рабинович. -М.; Энергия, 1979. -240с.

8. Герасимяк, Р.П. Электроприводы крановых механизмов текст. / Р.П.Герасимяк, В.А.Параил.- М.Энергия, 1970. 136 с.

9. Герасимяк, П.Р. Тиристорный электропривод для кранов текст. / Р.П.Герасимяк. М.; Энергия, 1978 - 112с.

10. Соколов, М.М. Состояние и перспективы развития автоматизированного электропривода подьемно-транспортных механизмов текст. / М.М.Соколов, А.В.Шинянский, В.В.Москаленко, А.Г.Яуре // Электричество, 1973, №3, с.26-29.

11. Абрамович, И.И. Динамические перекосные нагрузки- в козловых перегрузочных кранах текст. / И.И.Абрамович. — Труды ВНИИПТМАШ, 1968, вып.2/82, с.3-83.

12. Балашов, В.П. Исследование динамических характеристик металлоконструкций мостовых кранов текст. / В.П.Балашов. Труды ВНИИПТМАШ, 1969, вып. 7 /91/ с. 91-127.

13. Балашов, В.П. Моделирование сил перекоса мостового крана текст. / В.П.Балашов. Труды ВНИИПТМАШ, 1970, вып.8 /103/.

14. Герасимяк, Р.П. Динамика асинхронного электропривода с параметрическим управлением крановых механизмов текст. / Р.П.Герасимяк //Электротехн. пром. сер. Электропривод, 1982, 3/101. С.7-9.

15. Ключев, В. И. Ограничение динамических нагрузок электропривода текст. / В.И.Ключев М.: Энергия, 1971. - 319с.

16. Ключев, В. И., Терехов- В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов текст. /В.И.Ключев М.: Энергия, 1980.-360с.

17. Ключев, В. И. Анализ электромеханической связи при упругих колебаниях в электроприводе текст./ В. И.Ключев // Электричество, 1971, №9, с.47-51.

18. Ключев, В.И. Теория электропривода5 текст. / В.И.Ключев. — М.: Энергоатомиздат, 1998.-698с.

19. Борцов, Ю.А. Автоматизированный электропривод с упругимиIсвязями текст. / Ю.А. Борцов, Г.Г.Соколовский. СПб.: Энергоиздат. СПб отд.-ние, 1992. - 288 с.

20. Борцов, Ю.А. Тиристорные системы электропривода с упругими связями текст. / Ю.А. Борцов, Г.Г.Соколовский. Л.: Энергия, Ленингр. отд.-ние, 1979. - 160 с.

21. Ключев, В: И. Динамика автоматизированного электропривода с упругой механической связью текст. / В1И.Ключев, В.И.Яковлев, Л.Я.Теличко и др.// Электричество, 1973, №3. С. 40-45.

22. Клемин-Шаронов В. А. Многодвигательный электропривод с электрической связью асинхронных машин текст. / В.А. Клемин-Шаронов, В.Н. Тищенко // Электротехника, 1975, №7, С. 4-7.

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

24. Тищенко В.Н- Влияние электрической связи: роторов приводных двигателей на динамику грузоподъемных кранов с нелинейными упругими элементами текст.: / В.Н Тищенко, Н.В.Анищеико, В.Н.Шамардина и др.// Изв;вузов ССеР: Электромеханика, 1983, №4, е.55-59:

25. Тищенко В.Н. Математическое описание и; исследование переходных:Iпроцессов многодвигательного электропривода1 с электрической связью асинхронных машин текст. / В.Н. Тищенко // Электротехника. 1978, №7, с.30-33.

26. Теличко Л.Я.Анализ демпфирующей способности параллельных электромеханических систем*по критерию минимума колебательности/ Я.Я. Теличко, В.Н.Мещеряков, А.А.Дорофеев // Известия вузов «Электромеханика» №5, 2006. С.33-35.

27. Гайдамака В:Ф. Новые пусковые и тормозные устройства грузоподъёмных машин текст.; / В.Ф.Тайдамака. Харькова Вища школа,. 1975.- 104с. ■■ ' ' V . ;

28. Онищенко, ГБ. Асинхронные вентильные каскады и двигатели двойного питания* текст. / ГБ.Онищенко, И.Л.Локтева. М;: Энергия, 1979.- 200 с.

29. Елисеев, В:А. Справочник по автоматизированному электроприводу текст. / Под ред. В.А.Елисеева, А.В. Шинянского. М.: Энергоатомиздат, 1983.- 616 с. '

30. Крупоиич, В.И. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем . управления технологическими процессами текст. / Под редакцией В.И Круповича, ЮЛБарыбина, М.Л.Самовера. -М.: Энергоиздат, 1982.- 416 с. .

31. Ильинский, Н.Ф. Автоматизированный электропривод текст. / Под ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова. М.:Энергоатомиздат, 1990:- 542с.

32. Глазенко, Т.А., Полупроводниковые системы импульсного асинхронного электропривода малой мощности, текст. / Т.А. Глазенко, В.И. Хрисанов // Д.: Энергоиздат, 1983.- 176 с.

33. Вешеневский, С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. 6-е изд. исправл. текст. / С.Н.Вешеневский. - М.: Энергия. 1977. - 432 с.

34. Власов, В.Г. Экспериментальные исследования и методика расчета асинхронных двигателей с индукционным сопротивлением в цепи ротора/ В.Г. Власов // Электротехническая промышл. Сер. Электропривод. 1967. — №293. - С.3-6.

35. Мещеряков, В.Н., Фёдоров В.В. Асинхронно-вентильный каскад с инвертором в цепи статора и общим звеном постоянного тока текст. / В.Н.Мещеряков, В.В. Фёдоров // Электротехника. 1998. №6. с.47-50.

36. Мещеряков, В.Н. Построение замкнутой системы управления каскадно-частотным электроприводом текст. / В.Н.Мещеряков, Д.И.Шишлин // Электромеханика. 1998. №4. с.46-50.

37. Пересада, С.М Обобщенный алгоритм прямого векторного управления асинхронным двигателем текст. / С.М.Пересада, С.Н Ковбаса // Техническая электродинамика. 2002, № 4, с. 17-22.

38. Усольцев, A.A. Частотное управление асинхронными двигателями: Учеб. Пособие текст. / A.A. Усольцев. СПб:СПбГУ ИТМО, 2006.-94 с.

39. Грузов, В.Л. Анализ и оптимизация алгоритмов управления в частотно регулируемых электроприводах с инверторами напряжения текст. / В.Л.Грузов, А.Н.Красильников, А. В.Машкин // Электротехника.-2000.-№4.с. 15-20.

40. Панкратов, В.В. Оптимизация алгоритмов векторного управления асинхронным электроприводом на основе методов непрерывной иерархии текст. / В.В.Панкратов, О.В.Нос // Электричество.- 2000.-№6.-с.48-53.

41. Калачев, Ю.Н. Управляемый асинхронный электропривод. Часть 2. //Снабжение и сбыт.- 2008. -№ 10. www.privod.ru.

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

43. Бернштейн, А .Я. Тиристорные преобразователи в электроприводе текст. / А.Я. Бернштейн, Ю.М. Гусяцкий, A.B. Кудрявцев [и др.] // М.: Энергия, 1980. - 328 с.

44. Виноградов, А.Б. Новая серия высококачественных адаптивно-векторных асинхронных электроприводов с IGBT инвертором напряжения текст. / А.Б.Виноградов, И.Ю.Колодин, Д.А.Монов // Изв. ВУЗов. Электромеханика, 2003, №1. С. 31-41.

45. Браславский, И.Я. О возможностях энергосбережения при использовании регулируемых асинхронных электроприводов, текст. / И.Я. Браславский // М.: Электротехника, 1998, №8.- С.2-6.

46. Орлов И.Н. Бесконтактный электропривод летательных аппаратовiтекст. / И.Н. Орлов, В.Н. Тарасов // М.: МЭИ, 1992. - 111 с.

47. Дацковский, JI.X. Современное состояние и тенденции в частотно-регулируемом электроприводе (Краткий аналитический обзор) текст. / Л.Х.Дацковский, В.И.Роговой, Б.И.Абрамов, Б.И.Моцохейн, С.П.Жижин // Электротехника.- 1996.- №10.- С. 18-28.

48. Виноградов, А.Б. Адаптивно-векторная система бездатчикового асинхронного электропривода серии ЭПВ текст. / А.Б.Виноградов, А.А.Сибирцев, Ю.И.Колодин // Силовая электроника -2006. -№3: с 46-51.

49. Соколовский, Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием текст. / Г.Г.Соколовский. -М.: Академия.-2006.-264 с.

50. Рудаков, A.B. Асинхронные электроприводы с векторным управлением текст. / А. В. Рудаков, И.М. Столаров, В.А. Дартау. Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 246 с.

51. Башарин, A.B. Управление электроприводами текст. / A.B. Башарин, В.А. Новиков, Г.Г. Соколовский.- Л.: Энергоиздат, 1982.-392 с.

52. Мищенко В.А. Перспективы развития векторного управления электроприводами текст. / В.А.Мищенко V Международная (XVIвсероссийская) конференция по автоматизированным электроприводам. АЭП-2007.Санкт-Петербург, 18-21 сентября 2007г., с.60-63.

53. Универсальная структура прямого управления моментом для электропривода переменного тока. Universal structure of direct torque control for AC motor drives. Swierczynski Dariusz, Zelechowski Marcin. Prz. electrotechn. 2004. 80, № 5, c. 489-492.

54. Браславский, И.Я. О возможностях энергосбережения при использовании регулируемых асинхронных электроприводов / И.Я. Браславский // Электротехника.- 1998. №8.- с.2-6.

55. Дацковский, JI.X. Современное состояние и тенденции в асинхронном частотно-регулируемом электроприводе (краткий аналитический обзор) текст. /JI.X. Дацковский, В. И. Роговой, Б. И.Абрамов, Б. И. Моцохейн и др.// Электротехника. 1996. -№ 10. с. 18-28.

56. Волков, A.B. Потери мощности асинхронного двигателя в частотно-управляемых электроприводах с широтно-импульсной модуляцией текст. / Волков A.B. // Электротехника 2002.- № 8. - с.2-9.

57. Войнова, Т.В. Математическая модель для исследования трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором как объекта регулирования и для прямого процессорного управления текст. / Т.В. Войнова // Электротехника. 1998. №6.- с.51-61.

58. Изосимов, Д. Б. Многосвязный нелинейный идентификатор состояния асинхронного двигателя на скользящих режимах текст. / Д.Б.Изосимов // Проблемы управления многосвязными системами. М.: Наука, 1983.-С.133-139.

59. Копылов, И.П. Математическое моделирование1 электрических машин: учеб. для вузов / И.П. Копылов .- 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк.,2001.-327с.

60. Патент РФ №2132110, кл. Н02 Р 21/00. Способ, оптимального* векторного управления асинхронным электродвигателем и электропривод для осуществления этого способа// Мищенко В.А., Мищенко Н.И., Мищенко

61. A.B. Приоритет 25.03.1998. Опубл.20.06.1999.Бюл.№6.

62. Патент №2254666.Электропривод переменного тока // П.Н. Левин,

63. B.Н. Мещеряков. МКИ Н02Р 7/42. 20.06.2005. Бюл. № 17.

64. Решения, основанные на регулировании частоты вращения. Variablespeed solutions. Broun John Phillip. Air cond., Hear and Refrig. News. 2003. 219.-№ 4. - c.lO - 12.

65. Blaschke F. Das Prinzip der Feldorientiening die Grundlage far die TRANSVECTOR Regelung von Asynchronmaschienen. //Siemens-Zeitschrift. -1971.-45.-P.757.

66. Мещеряков, В.Н. Оптимизация взаимного положения векторов тока статора и магнитного потока асинхронного двигателя при векторном управлении текст. / В.Н.Мещеряков, П.Н.Левин // Известия вузов «Электромеханика» №1, 2006, с.25-27.

67. Шумков, Е.Б. Энергетические особенности электроприводов? с индукционными реостатами текст. / К.Б.Шумков, В.П.Епифанов, H.G. Завьялов // Промышленная энергетика.19791- №11- С. 26—28;

68. Онищенко, Г.Б. Асинхронный вентильный каскад текст. / Г.Б. Онищенко // М.: Энергия, 1967. - 150 с.

69. Хватов . C.B. Принципы микропроцессорного управления асинхронно-вентильными? каскадами текст. / C.B. Хватов, В.И. Грязнов, О.В.Крюков // Л.: 1990. - 254 с. ,

70. Хватов, C.B. Асинхронные вентильные каскады с микропроцессорным управлением текст. / C.B. Хватов,, В.И. Грязнов, О.В. Крюков. [и др.] // М.: Электротех. пром.-сть Сер. Электропривод.- 1990.- 52 с.

71. Хватов, C.B. Асинхронно-вентильные нагружающие устройства текст. / C.B. Хватов, В.Г. Титов, А.А. Поскробко [и др.] II М:: Энсргоатомиздат, 1986. - 144с.5

72. А.с.№1577030: Трехфазный резонансный инвертор. Иванов А.Б., Мещеряков В.Н., Теличко Л.Я., Пивоваров И.В. 07.07.90. Бюл. № 25.

73. Герасимяк, Р.П. Динамика асинхронных электроприводов крановых механизмов текст. / Р.П. Герасимяк.- Mi: Энергоатомиздат, 1966:-168с.

74. Мещеряков, В.Н. Динамика электромеханических систем подъемно-транспортных механизмов с асинхронным электроприводом, текст.: Монография / В.Н. Мещеряков // Липецк: ЛГТУ, 2002. - 120 с.

75. Патент 2237345. Двухдвигательный электропривод / А.Н.Мамаев, В.Н.Мещеряков// Открытия. Изобретения. 2004. №27, МКИ Н02Р 7/74.

76. Герман-Галкин, С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Matlab 6.0 текст. / С.Г. Герман-Галкин // М.: СПб.: Корона принт, 2001. - 320 с.

77. Герман-Галкин, С.Г. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями текст. / С.Г. Герман-Галкин, В.Д. Лебедев, Б.А. Марков [и др.] // Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд., 1986. - 248 с.

78. Дьяконов, В. Математические пакеты расширения MATLAB. текст.: Специальный справочник / В. Дьяконов, В. Круглов // СПб.: БХВ-Петербург, 2001. 480с.

79. Дьяконов, В. Matlab 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5 в математике и моделировании, текст.: Полное руководство пользователя / В. Дьяконов // -М.: Солон-Пресс, 2003. 576 с.

80. Ковчин, С.А. Теория электропривода текст. / С.А.Ковчин, Ю.А.Сабинин. СПб : Энергоатомиздат. СПб отд., 1994. 496 с.

81. Бессекерский, В.А. Теория систем автоматического регулирования текст. / В.А.Бессекерский, Е.П.Попов.- М.Наука, 1972.

82. Нейман, Л.Р. Поверхностный эффект в ферромагнитных телах текст. / Л.Р.Нейман.— М.;Л.: Госэнергоиздат, 1949. 190с. ,

83. Власов, В.Г. Взрывозащищённый тиристорный электропривод переменного тока текст. / В.Г.Власоа, В.Л.Иванов, Л.И.Тимофеева. М.: Энергия, 1977.- 160с.

84. Фридман, Б.Е. Частотные характеристики сопротивления соленоида с внутренней проводящей трубой и их применение для расчета переходных процессов // Электричество. 1975. - №6 - С.69-72.

85. Мещеряков,. В.Н. Асинхронный электропривод со встроенным индукционным резистором в цепи ротора текст. / В;Н. Мещеряков, А.А.Финеев // Вестник ЛГТУ-ЛЭГИ. Липецк: ЛЭГИ №1(9), 2002. - С. 47-50.

86. Исследование системы прямого управления моментом без датчика скорости на основе нейронной; сети. Wang Ping, Li Bin, Huang Ruixiang, Li Guidan. Diangong jishu xuebao=Trans. China Electrotech. Soc. 2003. 18, № 2, c.5-8

87. Идентификация частоты вращения ротора асинхронного двигателя с использованием распространенного: фильтра Калмана. Li Jiarifei, Yin Quan, Wan: Shuyun: Diangong jishu xuebao. Trans. Chma« Electrotech- Soc. 2002, 17, №•5, c. 40-44 . .

88. Наблюдатель момента для асинхронных машин. A torque obsei*ver for asynchronous machines. Beckert Urich. Electrotechn. I electron. 2000. 19, № 1, c.29-37. , '

89. Мещеряков В.Н. Асинхронно-вентильный каскад с поеледовательным соединением обмоток статора и ротора двигателя через вентильные элементы текст. / В.Н. Мещеряков, Ю.В .Карих, А.Н.Мамаев // Промышленная энергетика;.2003^ №5, с.29-32.

90. Шулаков, Н.В. Асинхронный; вентильный каскад с последовательным возбуждением двигателя текст. / Н.В.Шулаков, Е.Н. Медведев://Изв; Вузов. Электромеханика, 1988 с. 47-54;

91. Родин, Я.Н. Каскадно-частотное управление асинхронными двигателями на насосных станциях текст. / Я.Н. Родин, А.Е.Сидорин // Электротехнические комплексы и системы управления, 2006. №2. - С.21-27.

92. Козлов, М.А. Эффективность внедрения систем с частотно-регулируемыми приводами текст. / М.А.Козлов, А.А.Чистяков // Современные средства автоматизации — 2001.- № 1.- с. 76-82.

93. Фридман, Б.Е. Частотные характеристики сопротивления соленоида с внутренним трубчатым сердечником /Б.Е.Фридман// Электричество. — 1975. -№6 — С.69-72.

94. СХЕМА ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ МОСТОВОГО КРАНА

95. Рис. П. 1.1. Схема принципиальная электрическая электроприводов мостового крана

96. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МЕХАНИЗМОВ МОСТОВОГО КРАНА1. МЗ-2 1\ЛТ 312-8

97. Рис. П.2.1.Кинематическая схема механизма передвижения тележки

98. Рис. П.2.2. Кинематическая схема механизма передвижения крана

99. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРЕХМАССОВОЙ ДВУХДВИГАТЕЛЬНОЙ ЭМС