автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка и исследование электромеханических систем согласованного вращения

^ ^ О О Д На правах рукописи

/ 6 ИМ ¡998

САГИТОВ ПУЛАТ ИСМАИЛОВИЧ

УДК 621.313.333

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ СОГЛАСОВАННОГО

ВРАЩЕНИЯ

Специальность: 05.09.03.

05Л4.01.

Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование. Энергетические системы и комплексы.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Республика Казахстан Алматы 1998

Работа выполнена в Алматинском институте энергетики и связи

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор СТЕПАНОВ B.C.

Доктор технических наук, профессор КОЗЯРУК А.Е.

Доктор технических наук, профессор МУСАБЕКОВ П.М.

Ведущая организация:

Узбекский научно-исследовательский институт энергетики и автоматики АН

республики Узбекистан

Защита состоится " "...........1998 года в .......ч. на заседании

специализированного совета ДР 55.05.01 при Казахском научно-исследовательском институте энергетики имени Ш.Ч. Чокина по адресу: 480012, г. Алматы, ул. А. Байтурсынова, 85.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке института.

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 480012, г. Алматы ул. А. Байтурсынова, 85, Казахский научно-исследовательский институт энергетики, ученому секретарю.

Автореферат разослан " ".............. 1998 г.

Ученый секретарь ,,

O.K. Ерекеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

Во многих производственных механизмах различных отраслей промышленности и энергообъектов, требующих согласованного вращения нескольких электроприводов, когда по каким-либо причинам нежелательно или невозможно завести обратные связи по выходному продукту или движению, используются электромеханические системы согласованного вращения, так называемые уравнительные схемы, согласование скорости или моментов вращения в которых производится по параметрам самих двигателей в системе. Такие системы на двигателях постоянного тока находят применение в металлургической промышленности для привода рабочих валков прокатных станов, в механизмах поворота конверторных печей и в других случаях. Существуют уравнительные схемы и на основе двигателей переменного тока - это, в первую очередь, системы согласованного вращения асинхронных двигателей типа "электрический вал". Используются эти системы в рабочих механизмах, требующих, главным образом, синхронного вращения нескольких валов, не связанных между собой механически, а также в системах, где необходимо строго регламетированное соотношение скоростей, которое достигается за счет различных передаточных редукторов от привода согласованного вращения. К таким механизмам относятся чесальные аппараты, унифицированные виброплощадки, многодвигательные насосные станции тепловых сетей и ТЭЦ, механизмы передвижения тележек различных подъемных и транспортных средств, некоторые типы металлорежущих станков и волочильных станов и т.д.

Основные преобразователи электрической энергии в механическую - асинхронные электродвигатели, на базе которых разрабатывались исследуемые системы, потребляют более 40% всей вырабатываемой электроэнергии и создание высокоэкономичных, надежных схем на их основе является важной народнохозяйственной задачей на современном этапе развития промышленности республики. Силовая полупроводниковая техника позволяет на основе регулируемых электродвигателей переменного тока значительно расширить возможности электромеханических систем согласованного вращения и создать большое многообразие вариантов схем, работающих в экономичных энергосберегающих режимах с более точным согласованием скоростей. Электромеханическими системами согласованного вращения в работе названы сложные электромеханические устройства, состоящие из двух или нескольких взаимосвязанных асинхронных электроприводов, приводящих в синхронное движение или отдельные механизмы одной производственной машины, или несколько технологически связанных в

системе производственного агрегата машин. В этой группе приводов, как в системах с двигателями постоянного тока, можно выделить пассивные и активные схемы многодвигательного электропривода согласованного вращения на базе асинхронных электродвигателей с фазными роторами.

К пассивным схемам отнесены электромеханические системы согласованного вращения, согласование частоты вращения валов в которых производится за счет сравнения роторных ЭДС асинхронных двигателей на общих пассивных элементах. При этом сравнение ЭДС двигателей может вестись как по фазе, так и по амплитуде. Сравнение ЭДС по фазе в этих схемах дает синхронно-синфазное вращение двигателей в системе, сравнение по амплитуде роторных ЭДС позволяет получить согласованное вращение, точность согласования частоты вращения двигателей зависит от принципа схем сравнения роторных ЭДС.

К активным уравнительным схемам отнесены регулируемые электромеханические системы согласованного вращения с дополнительными обратными связями по частоте вращения, углу рассогласования валов двигателей, по амплитуде роторных ЭДС и т.д. Регулирующими воздействиями могут быть - изменение роторной противо ЭДС, роторных токов, параметров питающего напряжения с управлением от разности углов рассогласования и др. К этой же группе можно отнести известные системы электрического вала с поворотными статорами.

Создание и широкое внедрение этого класса многодвигательных электроприводов согласованного вращения позволит, при сравнительно невысокой стоимости систем, повысить качество продукции, производительность машин и агрегатов, использующих синхронно-согласованное вращение нескольких валов. Значительное количество энергоемких технологии в республике при дефиците доступных энергоресурсов и возрастающей сложности получения энергии, предопределяет необходимость экономии электроэнергии особенно в основных потребителях-электроприводах созданных на базе, наиболее распространенных в производстве асинхронных электродвигателей, в этой связи разработка энергосберегающих режимов электромеханических систем согласованного вращения является актуальной.

В связи с этим, по нашему мнению, назрела необходимость в разработке методов анализа и исследования электромеханических систем согласованного вращения как в пассивных, так и в активных вариантах схем, которые позволят сравнивать основные режимы систем с учетом всех параметров, влияющих на их работу, в конкретных производственных машинах. Проведение этих исследований с общих методологических позиций является теоретической основой для разработки и создания современных эффективных и экономичных

многодвигательных электроприводов согласованного вращения.

Работа выполнена на кафедре "Электропривод и автоматизация промышленных установок" Алматинского института энергетики и связи в соответствии с научно-техническими программами, ГКНТ СССР, "Оптимум" МинВУЗа СССР: 03. 02. Н2. "Разработка, исследование и внедрение взаимосвязанных и многодвигательных систем электропривода постоянного и переменного тока"; 04. 01. III. Н4. "Многодвигательный электропривод переменного тока и многодвигательный электропривод для хлопкопрядения", а также по заказам предприятий народного хозяйства республики.

Цель работы и задачи исследования

Целью работы является разработка методов анализа пассивных и активных электромеханических систем согласованного вращения (ЭМС СВ). Исследование и создание новых экономичных электроприводов согласованного и синфазного вращения на базе электрических машин переменного тока, с использованием силовых полупроводниковых регуляторов, позволяющих реализовать системы с регулированием различных параметров, в соответствии с техническими требованиями механизмов.

Вопросы управления и регулирования отдельными параметрами систем согласованного вращения должны решаться с учетом обостряющейся необходимости энергосбережения.

Указанные цели определили следующие основные задачи диссертационной работы:

• систематизировать схемы согласованного, синфазного вращения асинхронных двигателей, выделив в отдельную группу электроприводов;

• разработать единый методологический подход к анализу ЭМС СВ, базирующихся на сравнении роторных ЭДС.

• разработать математический аппарат для определения основных параметров пассивных и активных схем ЭМС СВ и методы математического моделирования систем, позволяющие рассчитывать и анализировать различные режимы работы;

• провести исследование ЭМС СВв различных режимах и с различным соединением элементов систем;

• разработать способы формирования и регулирования уравнительных моментов в схемах ЭМС СВ;

• разработать на базе созданных методик ЭМС СВ с повышенными синхронизирующими моментами и энергетическими показателями;

• обосновать и конкретизировать области применения ЭМС СВ в соответствии с технологическими требованиями;

• выполнить лабораторные и производственные экспериментальные исследования для проверки достоверности разработанных методов

анализа систем.

Общая методика исследования

Поставленные задачи решены на основе обобщенного подхода к электромеханическим системам согласованного вращения асинхронных двигателей. Исследованию подлежала группа электроприводов, объединенная в отдельный класс по принципу согласования частоты вращения автономных двигателей, работающих в едином комплексе рабочего агрегата. Анализ ЭМС СВ включал решение следующих основных задач:

• на базе математического описания работы электрических машин переменного тока разработать методы анализа взаимосвязей электроприводов;

• создать единый математический аппарат для пассивных и активных уравнительных схем ЭМС СВ, позволяющий синтезировать новые схемы с повышенными показателями;

• исследовать режимы работы ЭМС СВ с целью выявления основных . параметров, влияющих на согласующие способности системы и ее

энергетические показатели.

Описание поведения систем согласованного вращения осуществлялось посредством общей математической характеристики, дифференциальными уравнениями состояния объекта, выведенными на основе уравнения Парка-Горева. Решение полученных систем уравнений проведено на Э5Л/методом Эйлера.

Научная новизна

Научная новизна работы заключается в следующем:

Проведена систематизация группы электроприводов, объединенных в единый класс многодвигательных электромеханических систем согласованного вращения.

Разработан единый математический аппарат, позволяющий произвести анализ и сравнение ЭМС СВ с повышенными синхронизирующими и энергетическими показателями. Теоретические положения, разработанные в диссертации для проведения исследований с общих методологических позиций, являются основой для создания новых эффективных систем согласованного вращения.

Разработан ряд многодвигательных электромеханических систем согласованного вращения, обладающих высокими показателями, защищенные авторскими свидетельствами.

Разработанные методы анализа статических и динамических режимов ЭМС СВ являются универсальными и пригодны для оценки качества регулирования систем с двигателями любой мощности, на основе приведенных в работе графиков.

На защиту выносятся:

• разработанная методика расчетов основных характеристик выделенного класса электромеханических систем согласованного вращения асинхронных двигателей, учитывающая все возможные варианты пассивных и активных уравнительных схем;

• методика расчета показателей пассивных схем ЭМССВс различными элементами в статических режимах, включая универсальные нагрузочные диаграммы, являющиеся общим случаем для всех систем согласованного вращения асинхронных двигателей;

• математические модели исследования динамических режимов пассивных ЭМС СВ, указывающие пределы устойчивой работы систем с различным включением пассивных и активных элементов;

• методы расчета активных схем ЭМС СВ с управлением по статорным и роторным цепям в установившихся и динамических режимах;

• разработанные пассивные и активные схемы ЭМС СВ, пригодные для широкого использования в рабочих механизмах, требующих согласованного вращения;

• энергосберегающие режимы работы пассивных и активных схем ЭМС СВи способы их реализации;

• результаты экспериментальных исследований ЭМС СВ подтверждающие достоверность теоретических разработок.

Практическая ценность

Практическая ценность состоит в том, что осуществлено комплексное решение научно-технической проблемы анализа и создания на этой базе эффективных электромеханических систем согласованного вращения, обеспечивающих требуемые характеристики конкретных промышленных установок. Разработанные методы расчета ЭМС СВ позволяют провести более точный выбор мощности двигателей для повышения энергетических показателей системы и подобрать необходимый вариант управления в соответствии с технологическими требованиями.

Совокупность полученных теоретических и практических результатов создает предпосылки для применения разработанных и исследованных систем в различных отраслях народного хозяйства и энергообъектов.

Основные положения, отраженные в диссертации, имеют обобщенный характер и могут быть использованы при разработке и создании перспективных и экономичных систем многодвигательного электропривода на основе асинхронных машин с фазным ротором для механизмов, требующих согласованного вращения в процессе производства.

Реализация результатов работы

Основные теоретические положения и практические рекомендации диссертационной работы внедрены в промышленность, использованы в научно-исследовательских и проектных институтах. Разработанная методика использовалась для корректировки режимов работы многодвигательных электроприводов суконной промышленности институтом Казтекстильпром.

Новые варианты ЭМС СВ, разработанные автором, нашли практическую реализацию на насосных станциях тепловых сетей, на Карагалинском суконном комбинате в качестве электроприводов трехпрочесных чесальных аппаратов, Нукусском юртовойлочном заводе, Новоузеньском комбинате железобетонных изделий и др.

К диссертации прилагаются акты внедрения некоторых разработанных автором схем ЭМС СВ с суммарным годовым эффектом 202 тыс. рублей (в ценах до 1990г.) и ожидаемым экономическим эффектом ИЗО тыс. тенге.

Апробация работы

Основные положения и результаты работы доложены и одобрены на Всесоюзных, международных, республиканских научных, научно-технических и научно-практических конференциях. В частности: "Повышение эффективности производства, преобразование и потребление электрической энергии в народном хозяйстве", "Интенсификация производства в энергетике и электротехнике", "Современные проблемы электротехники и автоматизации технологических комплексов" г. Алматы (1985, 1986, 1990, 1995гг), Республиканская научно-техническая конференция энергетиков, г. Ташкент (1974, 1976гг), IX, X Всесоюзная научно-техническая конференция по проблемам автоматизированного электропривода, г. Алматы (1984г), г. Воронеж (1987г), Всесоюзная научно-техническая конференция "Электропривод переменного тока с полупроводниковыми преобразователями", г. Свердловск (1989г), Всесоюзная научно-техническая конференция "Современные проблемы электромеханики" г. Москва (1989г), Всесоюзная научно-техническая конференция "Современное состояние, проблемы и перспективы энергетики и технологии в энергостроении" 4-ые Бернандосовские чтения г. Иваново (1989г), Международная научно-техническая конференция "Регулируемые электрические машины, г. Варна, Болгария (1990г) и др.

Публикации

Основные результаты выполненных исследований

опубликованы в 50 печатных работах, в том числе: две монографии, 13 авторских свидетельств и 35 статей в зарубежных и республиканских журналах. Кроме этого, материалы работы отражены в 14-ти отчетах по научно-исследовательским работам.

Объем работы

Диссертационная работа в соответствии с введенной классификацией ЭМС СВ состоит из введения, трех разделов, общих выводов и приложений. Общий объем работы 290 е., из них основного текста 272 е., в том числе 97 рисунка и 4 таблицы. Список литературы включает 115 наименований. В приложении представлены результаты практической реализации материалов работы, акты внедрения, расчет экономической эффективности от внедрения систем на производстве.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана оценка современного состояния многодвигательных электромеханических систем согласованного вращения, приведен краткий обзор литературы по теме. Обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи теоретических и практических разработок в области взаимосвязанных многодвигательных электроприводов. Предложена классификация ЭМС СВ с выделением в отдельную группу и разделением на пассивные и активные схемы, которая может дополняться и развиваться в ходе дальнейших исследований. Дано определение научной новизны и практической ценности проводимых исследовании.

В первом разделе диссертации проведены исследования и разработаны новые пассивные схемы ЭМС СВ. На основе обобщенной схемы замещения ЭМС СВ разработан математический аппарат для исследования основных параметров, обеспечивающих синхронно-синфазную работу двигателей. Проведен анализ систем в различных режимах работы с определением необходимых вводимых элементов в качественном и количественном значении.

Методы математического моделирования, предложенные в разделе, использованы для анализа статических и динамических режимов с целью формирования уравнительных моментов и регулировочных характеристик двигателей в системе. Предложены схемы и режимы работ, позволяющие снизить энергопотребление ЭМС СВ.

В пассивных схемах ЭМС СВ синхронность вращения двигателей поддерживается за счет электрической связи между роторами двигателей, благодаря уравнительным токам, возникающим при отставании или опережении ротора п-го двигателя от других, вследствии появления угла рассогласования между валами. Проведены

исследования с целью определения параметров, влияющих на статические показатели пассивных систем, основными из которых, как выявлено ранее являются приводные и уравнительные составляющие моментов. Уравнительные составляющие моментов зависят в основном от величины опрокидывающих моментов двигателей и жесткости механических характеристик.

Для улучшения динамических свойств системы, необходимо воздействовать на степень демпфирования в системе, увеличение которой возможно механическими устройствами или электрическими методами.

Известные схемы электрического вала, которые являются одним из частных случаев ЭМС СВ, имеют ряд недостатков, которые ограничивают их широкое использование - мягкие механические характеристики, слабые уравнительные способности и склонность к качаниям. Введение демпфирующих сопративлений с целью улучшения динамических свойств системы, как показывают исследования приведенные в работе, дополнительно снижая жесткость механических характеристик, ухудшают статические показатели систем.

По результатам предварительных исследований пассивных ЭМС СВ, в разделе из множества возможных схем комбинированием пассивных элементов выбраны наиболее выгодные с точки зрения работы системы в статических и динамических режимах с различными нагрузками на валах.

Пассивные схемы ЭМС СВ, в которых в общие роторные цепи включены реактивные элементы ¿и С, дают возможность значительно улучшить качественные показатели системы синхронного вращения и снизить энергопотребление за счет исключения потерь в активных сопротивлениях.

Регулирование скорости в этих системах может осуществляется путем изменения величины отдельных вводимых элементов или комплексным изменением их, при постоянных значениях критического скольжения и максимального момента ЭМС СВ.

На основе эквивалентных схем замещения систем исследованы установившиеся режимы работ ЭМС СВ с различными дополнительными элементами в цепи роторов. Приведены аналитические выражения токов двигателей системы, токов и напряжений на дополнительных вводимых элементах, моментов, коэффициентов мощности и полезного действия системы в функции угла рассогласования, частоты вращения.

Разработана обобщенная методика расчетов ЭМС СВ, позволяющая рассчитывать характеристики любого из возможных вариантов пассивных схем с различными дополнительными элементами в цепи роторов. Полученные выражения показателей пассивных ЭМС СВ в относительных единицах являются универсальными и пригодны для определения характеристик систем с двигателями любой мощности.

В системах с дополнительными элементами ¿и Св роторных цепях, введенные значения резонансных скольжений добротностей нагрузочных контуров И и относительных сопротивлений роторов к конкретных схем с определенными двигателями различаются только величинами вводимых элементов, зависящих от параметров используемых в системе двигателей.

В первой главе раздела выведены основные соотношения в пассивных схемах ЭМС СВ. Объединения роторных и статорных цепей двигателей имеющих раздельные нагрузки на валах, создают возможности появления перетоков как в роторных цепях, так и в статорных, благодаря которым в системе формируются уравнительные моменты поддерживающие согласованность вращения.

Исследование количественных и качественных значений токов в зависимости от вводимых в систему дополнительных элеменов позволило определить выгодные варианты схем с точки зрения работы ЭМС СВ. В результате анализа установлено, что системы, в которых используются в качестве дополнительно введенных элементов Ь и С, имеют резонансный характер изменения токов в двигателях. Величины резонансных токов системы зависят от частоты вращения двигателей в системе, активных сопротивлений статорных и роторных обмоток и величины вводимого активного сопротивления Я. Путем подбора соотношения вводимых в систему элементов можно воздействовать на величину и характер изменения уравнительных токов. В двигателях большой мощности с относительно малыми активными сопротивлениями обмоток, резонансные токи в системе могут достигать значительных величин и в этих случаях обязательно введение дополнительного сопротивления К Характер изменения токов системы зависит от О и к следующим образом. Увеличение резонансного скольжения системы способствует увеличению величины резонансных токов, от добротности нагрузочных контуров зависит жесткость характеристик системы.

В зоне больших добротностей максимумы токов резко выражены при резонансных скольжениях. При 0<1 максимальный ток может превышать резонансную величину и характер изменения токов имеет более мягкую форму.

Угол рассогласования также влияет на резонансные токи системы, сдвигая резонансные скольжения вправо или влево, в зависимости от знака.

В характеристиках статорных токов системы, в отличие от роторных, имеется провал, обусловленный наличием двух резонансов в цепях системы. С уменьшением частоты вращения двигателей системы от синхронного значения, ток статора сначала уменьшается до некоторого минимального значения, определяемого и двигателей системы, затем вновь возрастает, достигая максимума при резонансном скольжении, что объясняется компенсирующим действием емкостного

роторного тока на статорные токи системы. В зоне больших добротностей статорные токи систем, так же, как и роторные, в диапазоне скольжений 5"- О+Бр имеют емкостный характер и система в этих режимах может служить компенсатором мощности, отдавая в сеть емкостную реактивную мощность.

Возможность изменять характер протекания токов в системе за счет вводимых элементов позволяет, как показано в работе, формировать необходимые показатели ЭМС СВ для точного согласования скоростей двигателей и обеспечения энергосберегающих режимов.

Энергетические показатели систем исследовались в функции угла рассогласования и скольжения, при различных значениях И и к. Определено, что коэффициенты мощности в системе имеют две точки максимума, обусловленные двойным резонансом в системе - первый статорный резонанс токов на параллельно включенной нагрузочной цепи с емкостью и индуктивностью намагничивающей цепи, второй-роторный резонанс напряжений на последовательной резонансной цепи нагрузочного контура. Первый резонанс наступает при малых значениях скольжений системы, совр двигателей в этих случаях равен единице, при втором резонансе соз<р близок к единице, но всегда меньше нее и зависит от соотношений активных составляющих роторного тока и тока намагничивающего контура. При малых добротностях максимумы со.?<р системы сглажены и близки к единице во всем двигательном диапазоне. С увеличением добротности максимумы и провалы соз(р явно выражены, система имеет высокие значения соБср только при скольжениях, близких к резонансным. Коэффициенты мощности и полезного действия двигателей системы в функции угла рассогласования изменяются при д<30°иоти симметрично, уменьшаясь у опережающего двигателя с положительным углом и увеличиваясь у отстающего. Поэтому, как показывают результаты исследований, за общие КПД и сояср системы можно принимать усредненные значения показателей двигателей системы при 9=0.

Путем подбора б^и £> можно добиться высоких энергетических показателей в любом диапазоне скоростей. Правильный выбор вводимых элементов,. а также необходимой мощности двигателей является первым шагом в обеспечении энергосбережения в многодвигательной ЭМС СВ.

Во второй главе раздела определены выражения вращающих моментов в пассивных системах, предложены упрощенные выражения моментов для инженерных расчетов систем. В качестве примера рассчитаны и исследованы характеристики пассивных схем с ЬС и индукционным реостатом в цепи роторов.

Вращающие моменты двигателей в пассивной системе согласованного вращения с использованием введенных выражений

резонансного момента, скольжения и добротности нагрузочного контура могут быть записаны в виде

ШУЫ'З ( ^солесе,)

к.Бр

„ УпХНХ.+ХИпХ'Л , с ■

РоЗР

4 4-Ь-'

Б+кАЗр Б; .

Величина резонансного момента двигателей в ЭМС СВ находится в прямой зависимости от 3Р и от добротности системы не зависит. С введением дополнительного сопротивления К в цепи роторов, для ограничения токов в системе происходит снижение Мр.

При анализе механических характеристик выявлено, что характеристики пассивных схем ЭМС СВ с ЬС значительно отличаются от семейства характеристик известных систем электрических рабочих валов. Увеличение добротности нагрузочного контура системы позволяет увеличить жесткости механических характеристик по Б и О, которая значительно влияет на динамические свойства двигателей в системе.

ЭМС СВ с ЬС с малыми значениями Бр может работать согласованно при сравнительно высоких скоростях, так как увеличение Бр способствует увеличению возможной разницы развиваемых моментов двигателей, что позволяет использовать систему при сильно различающихся нагрузках на валах. Работа системы на пониженных скоростях происходит при высоких опрокидывающих моментах, которые в зависимости от активного сопротивления обмоток машин могут в несколько раз превышать значения критических моментов в номинальных режимах.

Сравнение характеристик всех исследуемых схем показывает, что схемы с роторным включением емкости более выгодны для использования в системах синхронного вращения работающих на механизмы с сильно различающимися нагрузками на валах.

Работа всех пассивных систем синхронного вращения

асинхронных двигателей заключается в едином принципе сравнения индуктированных напряжений роторов, в связи с этим на основе схем замещения обобщенного типа, учитывающих все возможные варианты включения в систему пассивных элементов, составлена обобщенная методика расчетов ЭМС СВ. Методика облегчает сравнительный анализ систем и выбор оптимальных вариантов схем для конкретных механизмов.

Разработана универсальная математическая модель, позволяющая анализировать статические и динамические режимы системы на ЭВМ\ которую можно использовать при проектировании пассивных и активных схем ЭМС СВ.

В третьей главе раздела исследуется статическая устойчивость пассивных ЭМС СВ, сформулированы условия равновесия системы, условия статической и динамической устойчивости. Равновесное состояние в системе соблюдается при равенстве всех действующих приводных, уравнительных и нагрузочных моментов на падающей части механических характеристик. Необходимо, чтобы при нарушении состояния равновесия вращающие моменты системы были направлены в сторону восстановления равновесия.

ЭМС СВ - это замкнутая система автоматического регулирования, в которой возможны колебательные режимы, поэтому требуется исследование условий динамической устойчивости, одной из которых является затухание во времени возникающих при возмущении системы колебаний.

Для рассмотрения статической устойчивости системы использованы понятия асинхронных (приводных) и синхронизирующих (уравнительных) составляющих моментов систем. В процессе синхронизации вращения двигателей участвуют лишь уравнительные составляющие моментов. При равенстве нагрузок на валах двигателей, т.е. 6=0, в системе действуют только приводные составляющие моментов, в этом случае механические характеристики системы полностью совпадают с механическими характеристиками двигателей, работающих в автономных режимах и имеющих тот же набор вводимых элементов, условия статической устойчивости идентичны.

В диссертации приведены результаты исследований приводных моментов пассивных схем ЭМС СВ с различными включениями вводимых элементов. Для наиболее выгодных, с точки зрения технических характеристик, систем с включением Ь и С, а также индукционных реостатов в роторные цепи двигателей, представлены графики иллюстрирующие возможность увеличения опрокидывающих моментов системы с увеличением и увеличение жесткости приводных составляющих моментов за счет увеличения добротности систем £>. Опрокидывающий момент системы может достигать 2-3 кратного значения относительно момента АД. Индукционный реостат в цепи роторов двигателей придает механическим характеристикам различные

формы, требуемые для специальных типов нагрузок.

Выражения уравнительных составляющих моментов в пассивных схемах ЭМС СВ записаны в общем виде. Действие уравнительных составляющих моментов обусловлено появлением разности нагрузок на валах двигателей системы, в следствии которой создается угловое рассогласование роторных ЭДС и появляются уравнительные токи в роторных цепях. Анализ уравнительных составляющих моментов пассивных схем ЭМС СВ показал, что наибольшее увеличение синхронизирующей способности систем возможно путем включения в роторные цепи емкостного сопротивления. Согласно выведенным в работе уравнениям, в этих схемах уравнительная составляющая моментов состоит из двух слагаемых. Первое слагаемое составляет максимальный уравнительный момент машин системы в уравнительных режимах, т.е. когда двигатели системы включены в режим уравнительного вала. Второе слагаемое уравнительной составляющей моментов в рабочем диапазоне скольжений 5=0-8р всегда имеет знак плюс, так как БР 15>/ следовательно, складывается с первым слагаемым. Следовательно, в зоне рабочих скоростей уравнительный момент ЭМС СВ с ЬС всегда выше максимально возможного уравнительного момента известного ЭРВ. Приведенные в работе графики уравнительных составляющих моментов наглядно иллюстрируют синхронизирующие возможности разработанных пассивных схем ЭМС СВ, которые превышают уравнительные моменты известных систем, в рабочих режимах частоты вращения, примерно в два раза.

Минимально необходимая нагрузка на валах двигателей и максимально допустимый угол рассогласования системы являются показателями, от которых зависит статическая устойчивость ЭМССВ, в работе они исследованы с точки зрения определения рациональных режимов работы и диапазонов возможного регулирования скорости. Установлено - изменением вводимых элементов в пассивных схемах ЭМС СВ можно изменять эти показатели статической устойчивости системы без заметного ухудшение других характеристик. Возможность статически устойчивой работы системы с определенными скоростями и нагрузками на валах можно определить по нагрузочным диаграммам пассивных ЭМССВ.

На основе анализа пассивных схем установлено, что в частности статические показатели системы с ЬС при определенных значениях и к, значительно превосходят показатели известных

схем как по приводным, так и по уравнительным составляющим моментов. Увеличение добротности систем ведет к увеличению жесткости характеристик по 5 и 9. При больших значениях Бр пассивные ЭМС СВ могут работать с высокими значениями приводных и уравнительных моментов, что обеспечивает малые углы скручивания и надежность согласованного вращения двигателей в системе.

Нагрузочные диаграммы пассивных схем ЭМС СВ

Ось абсцисс - относительные значения приводных составляющих моментов, ось ординат - относительные

значения уравнительных составляющих моментов. Обозначения кривых: 1-10- относительное скольжение системы, пунктирные линии: 30°-90°- углы рассогласования в системе, А- рабочая точка.

Рисунок 1

Включение в цепи роторов двигателей системы индукционного реостата, позволяет получить специальные типы механических характеристик таких как крановые или тяговые, в работе показана возможность формирования характеристик для класса нагрузок с постоянным моментом на валу и для класса нагрузок с постоянной мощностью на валу.

Граница статической устойчивости пассивных схем ЭМС СВ определяется по нагрузочной диаграмме (рисунок 1 а, б,в,г) как скольжение, при котором с изменением угла рассогласования приводной момент системы остается неизменным. На рис. 1 а статическая устойчивость системы ограничивается относительным скольжением S/Sp=0.7. Нагрузочная диаграмма ЭМС СВ с LCв зависимости от SP, D и к может принимать различный вид, вытягиваясь вдоль оси приводных моментов системы или значительно расширяясь по вертикальной оси уравнительных моментов, что свидетельствует о широких возможностях исследуемой системы. Представленные графики наглядно демонстрируют возможные изменения нагрузочных диаграмм посредством вводимых элементов. Соотношения составляющих моментов изменяются значительно в количественном и качественном отношении от параметров вводимых элементов.

Режимы работ пассивных схем ЭМС СВ, то есть частота вращения и углы рассогласования, с которыми будут работать двигатели в системе с определенными нагрузками на валах двигателей, определяются по представленным нагрузочным диаграммам. Рабочая точка А находится в точке пересечения суммы нагрузочных моментов Мнаг, откладываемой по оси абсцисс Ма/Мр- приводные составляющие моментов и разности нагрузок на валах - по оси ординат Му/Мр-уравнительные сотавляющие моментов. Относительные значения Му/Мт даны для количественного сравнения составляющих моментов. По приведенным данным на рисунке \а, двигатели системы будут работать со скольжением S/Sp=0,4\i углом рассогласования 0=30°.

В четвертой главе раздела разработана методика исследования динамической устойчивости пассивных ЭМС СВ. Предложены методы исследования на основе разработанных математической модели, структурных схем и механической колебательной модели системы.

Решение дифференциальных уравнений с учетом всех действующих факторов на систему, представленных в работе в матричном виде, как показывают проведенные расчеты, дает точную картину динамической устойчивости системы. Сравнение упрощенной инженерной методики и результатов точных расчетов с учетом электромагнитных переходных процессов, показывает достаточность проверки устойчивости систем, при проектировании электроприводов согласованного вращения конкретных рабочих механизмов, упрощенным методом на основе структурных схем или механической модели.

По выведенным в работе линеаризованным уравнениям разработана структурная схема пассивной ЭМС СВ в общем виде (рисунок 2), которая позволяет провести анализ динамических режимов пассивных схем независимо от характера элементов, которые вводятся в структуру ввиде параметров, изменяющих механические характеристики двигателей.

1Е

Структурная схема пассивных ЭМС СВ

Мс - нагрузка на валу соответственного двигателя системы, соо -заданная частота вращения двигателей системы, Лео -рассогласование вращения валов, р -жесткость механических характеристик двигателей, Тэ-электромеханическая постоянная времени, J - момент инерции двигателей, р - оператор.

Рисунок 2

ЭМС СВ с пассивными элементами является системой автоматического управления, реализующей принцип регулирования по ошибке, с обратными связями по частоте вращения и углу рассогласования. Обратные связи осуществляются по роторным цепям путем сравнения значении индуктированных напряжений на общих пассивных элементах системы. Разницы углов рассогласования роторов двигателей системы, играющие роль сигнала ошибок, измеряются и

сравниваются между собой посредством ЭДС в роторных цепях двигателей, основным возмущающим сигналом системы является изменение моментов нагрузок на валах двигателей. Передаточные функции двигателей в системе определены по приводным и уравнительным составляющим моментов.

По структурной схеме ЭМС СВ произведено моделирование системы с исследованием всех режимов работы и определением необходимых параметров системы в соответствии с технологическими заданиями.

В работе определены границы динамической устойчивости пассивных схем ЭМС СВ. Анализ динамической устойчивости исследуемых схем показывает, что пассивные системы согласованного вращения в рабочем диапазоне скольжений всегда устойчивы, за исключением зоны малых скольжений. Путем изменения критического скольжения и жесткости механической характеристики можно воздействовать на границы динамической устойчивости систем, без ухудшения статических показателей, что очень важно для регулируемых ЭМС СВ.

Границы динамически устойчивых режимов работ пассивных систем согласованного вращения рассчитаны в работе и представлены относительно коэффициентов демпфирования двигателей на рисунке 3. Система устойчива в динамическом отношении, если в планируемом диапазоне скоростей коэффициенты демпфирования положительны.

В соответствии с расчетными данными, приведенными на рисунке 3, коэффициенты взаимного демпфирования двигателей в системе, почти во всем диапазоне изменений скольжения остаются положительными, только при малых скольжениях Б/5р=0,1-0,2 переходят в отрицательную зону, следовательно можно считать что динамическая устойчивость двигателей в пассивной системе согласованного вращения в основном характеризуется коэффициентами собственного демпфирования двигателей в системе, значения которых можно определить для каждого случая относительной частоты вращения двигателей по параметрам вводимых элементов.

Результаты проведенных в разделе исследований можно сформулировать в следующем виде:

Разработаны и исследованы пассивные электромеханические системы согласованного вращения с повышенными синхронизирующими способностями и улучшенными динамическими свойствами, позволяющие осуществлять согласованное регулирование скорости в широком диапазоне.

Анализ работы пассивных ЭМС СВ, проведенный в относительных величинах, позволяет использовать все расчетные показатели как универсальные и пригодные для определения характеристик систем с двигателями любой мощности.

На основе единого принципа работы систем, для сравнения их

показателей, разработана обобщенная методика расчетов на ЭВМ. охватывающая все возможные варианты пассивных схем ЭМС СВ.

Границы устойчивости пассивных ЭМС СВ

¿и

Ось абцисс-с?// (¡¡2- коэффициенты собственного и взаимного демпфирования, ось ординат - критическое, резонансное скольжение двигателей в системе и добротность нагрузочного контура, графики а, б,в - коэфициенты собственного демпфирования, графики а',б',в' -коэфициенты взаимного демпфирования.

Рисунок 3

Характер изменения токов, а так же моментов в пассивных электромеханических системах, в случае использования в качестве вводимых элементов ЬСв цепи роторов, носят вид резонансной кривой. Энергетические показатели системы зависят от резонансного скольжения и добротности нагрузочного контура системы, подбором которых можно обеспечить работу системы в энергосберегающих режимах. При добротностях, близких к единице, энергетический КПД системы в рабочем диапазоне скоростей значительно увеличивается за счет

высоких значений коэффициентов мощности.

Ввиду симметричности изменения соэф в зависимости от знака угла рассогласования, общие энергетические показатели системы при малых углах рассогласования можно рассматривать на основе показателей двигателей системы с 0=0. С точки зрения статических показателей, наиболее предпочтительным являются режимы пассивных систем с ЬС при значениях добротностей £></.

На характер протекания переходных процессов в пассивной ЭМС СВ существенно влияет жесткость механических характеристик, поэтому все пассивные элементы позволяющие влиять на жесткость механических характеристик без ухудшения статических показателей, за счет повышения демпфирования в системе ЭМС СВ могут позволить значительно расширить зоны динамически устойчивой работы.

Возможность динамически устойчивой работы пассивных систем в выбранном диапазоне скоростей, можно установить на основе коэффициентов демпфирования системы по предложенной в работе упрощенной методике расчета и графикам коэффициентов в относительных величинах, для систем с АД любой мощности.

Во втором разделе рассмотрены методы повышения синхронизирующей способности и энергетических показателей ЭМС СВ за счет введения в систему активного элемента. Согласованное регулирование скорости двигателей ЭМС СВ возможно произвести теми же методами, как и в обычном асинхронном электроприводе. По статорным цепям возможна реализация систем с использованием частотных преобразователей, тиристорных преобразователей напряжения (ТПН) и др., по роторным цепям регулированием роторных сопротивлений, ЭДС, использованием машин двойного питания, асинхронно-вентильных каскадов.

В первой главе раздела исследуются разработанные активные схемы ЭМС СВ, управляемые по статорным цепям двигателей в системе. Показано, что регулирование частоты вращения (момента) двигателей в небольших пределах, достаточных для надежного поддержания синхронности их вращения, целесообразно вести посредством изменения величины питающего напряжения статоров двигателей или воздействием на параметры роторных цепей. Изменение питающего напряжения двигателей в системе, как средство регулирования моментов двигателей с одновременным регулированием скорости, использовано в работе для повышения уравнительных составляющих моментов в зависимости от степени загруженности каждого двигателя.

На основе схемы замещения многодвигательного ЭМС СВ с регулируемым напряжением питания двигателей, а также с дополнительными роторными сопротивлениями двигателей, получены математические выражения для токов статора и ротора, вращающих и уравнительных составляющих моментов, энергетических показателей

систем. Результаты анализа основных показателей систем согласованного вращения влияющих на процесс синхронизации скоростей были использованы при разработке новых активных ЭМС СВ с повышенной синхронизирующей способностью, работающих в энергосберегающих режимах.

Вращающий электромагнитный момент /-го двигателя определяется выражением:

Л/,- =

мл;

" к

Ы1

^

-+

ы К! [._^я_.

А £к

5 (2)

П

где а = 2,3... количество двигателей в системе;

У- порядковый номер двигателя;

ю, 6 - относительное напряжение питания и угловое положение ротора ¡-го двигателя (1<Ь< п/,

Мт - критический момент АД с II;

Бт, 5'ш - критическое скольжение на естественной и искусственной характеристиках двигателей. Из известных способов регулирования напряжения питания двигателей по статорным цепям выбраны схемы включения силовых элементов тиристорных преобразователей напряжения, обеспечивающие наименьшее содержание высших гармоник выходного напряжения, с использованием которых разработаны варианты активных ЭМС СВ с повышенной синхронизирующей способностью, один из которых приведен на рисунке 4.

В разработанной системе ЭМС СВ с индивидуальными ТПН регулирование уравнительных моментов производится изменением вниз питающих напряжений менее нагруженных двигателей. Синхронно-синфазное вращение асинхронных двигателей обеспечивается роторной связью в системе ЭМС СВ, а так же регулированием ТПН каждого двигателя в функции соответствующих углов рассогласования. При этом тиристорные группы в статорах более нагруженных двигателей открыты полностью, а к менее нагруженным мощность поступает в соответствии с нагрузкой на валу. В качестве обратной связи используются сигналы, пропорциональные фазовым сдвигам роторных токов, которые отражают углы рассогласования положения роторов.

Активная схема ЭМС СВ с управлением по статорным цепям

АД - асинхронные двигатели в системе, Н- нагрузки на валах двигателей, СУ - системы управления двигателями, ииЮуаг - тиристорные преобразователи напряжения, БОСН - блок определения степени нагруженности двигателя, ЯБ - датчики фаз роторных токов.

Рисунок 4.

Высокая надежность поддержания, синхронно-синфазного вращения систем с ТПН обеспечивается применением дискретного блока определения степени нагруженности каждого двигателя, входными сигналами которых являются разность фаз роторных токов.

По разработанной методике в разделе был проведен расчет характеристик трехдвигательной ЭМС СВ с ТПН при фиксированных значениях питающих напряжений отдельных двигателей с различными значениями углов рассогласования положений роторов, т.е. нагрузочных моментов двигателей в системе.

Разработаны методы расчета основных показателей систем.

Приведены характеристики статорных, роторных токов, вращающих и уравнительных составляющих моментов.

Анализ полученных кривых показывает, что уменьшение напряжения питания одного из двигателей в системе влияет, в основном, на вращающий момент этого двигателя, незначительно изменяя вращающие моменты других двигателей. В приведенных расчетах максимально допустимое угловое положение более нагруженного двигателя принято равным 90 эл. градусов.

Регулирование питающего напряжения двигателей в функции углов рассогласования, повышает уравнительные моменты двигателей в системе, увеличивая её синхронизирующие способности. При этом как угловые рассогласования положений роторов, так и уравнительные токи в роторных цепях уменьшаются до минимума, способствуя улучшению тепловых режимов двигателей в системе.

Описана методика расчета характеристик замкнутой ЭМССВ с ТПН и проведен анализ расчетных данных. Выявлено, что замкнутая система обеспечивает высокую стабильность синхронно-синфазного вращения в пределах допустимого изменения моментов нагрузки на двигателях ЭМС СВ.

Установлено, что электрическая связь роторов двигателей влияет на их энергетические показатели, значения которых отличаются от показателей автономно работающих асинхронных двигателей в известных схемах включения. С учетом этого разработаны методика и алгоритм расчета энергетических показателей в системе с управляемым напряжением статоров. Приведены результаты расчетов этих показателей при различных значениях величин питающих напряжении двигателей системы.

Двигатели в ЭМС СВ в зависимости от разности нагрузок на валах могут работать в различных режимах, автоматически поддерживая за счет роторных связей согласованное вращение. Для наглядного рассмотрения перетоков мощности в системе расчитаны и построены энергетические диаграммы ЭМССВ с ТПН.

Использование ТПН в силовом канале ЭМС СВ позволяет реализовать специальные энергосберегающие законы управления частотой вращения двигателей, для повышения энергетической эффективности всей системы. Электродвигатели в ЭМС СВ имея различную нагрузку на валах работают с неполной загрузкой или с перегузкой, при этом энергетические показатели двигателей ниже номинальных значений. ТПН в цепи статоров позволяет изменить соотношение потерь в системе от которых зависит ее КПД.

Разработана методика расчета динамических режимов работы многодвигательной электромеханической системы согласованного вращения с тиристорными преобразователями напряжения в статорных цепях двигателей, а также математическая модель системы с учетом электромагнитных переходных процессов.

Приведены дифференциальные уравнения в трехфазной и эквивалентной двухфазной системе координат. Уравнения электрического и механического равновесия записаны в матричной форме, позволяют вести расчет основных показателей активных схем ЭМС СВ при. управлении по статорным и роторным цепи двигателей.

Нагрузка на валах двигателей ЭМС СВ была представлена в виде эквивалентной двухмассовой упругой системы. При этом на прямолинейном рабочем участке механической характеристики асинхронных двигателей, используемых в системе ЭМС СВ, (0<8<8т) уравнения динамики системы с учетом инерционности нагрузки и упругости механических соединении представлены в виде:

М, — M!¡ — Mc¡ - Мы = J',/0,;

\l + —i— m/2 = ^f{co0 - co2 -(д©я + AV2j)] ;

M2 - My2 -Mc2 - Mb2 = JlP0)¡ ; My2-M'c2-M'b2=J'2p0'2;

V W0^m3 j O m3

M3 - My¡ - Mc3 - Mb¡ = J'3pa>3;

Mí3 - M'c3 - M'bl = J'3po)'3; Q)

где Jh(2j) Ji(A3), - приведенные моменты инерции двигателей и механизмов вращения; ai,coi'- частота вращения двигателей и нагрузочных масс на соответствующих валах двигателей;

Аю- рассогласование частот вращения между соответствующими двигателями;

Mi,(2,з)„ Му, Мс, Мв - приведенные моменты двигателей, силы упругого взаимодействия между массами роторов двигателей и механизмов нагрузки, вязкого трения на валах двигателей и механизмов.

В соответствии с представленным выражением составлена структурная схема трехдвигательной активной ЭМС СВ с учетом упругих связей и инерционностей рабочих механизмов (рисунок 5).

Структурная схема активной ЭМС СВ

11з - сигнал задания, К 1,К/т,Км - коэффициенты передачи составляющих частей тиристорного регулятора напряжения, Мс - моменты нагрузок, р -жесткость механических характеристик, Тм электромеханическая постоянная двигателя, С -упругость, /- момент инерции, р- оператор.

Рисунок 5

Для исследования динамических режимов ЭМС с ТПН в области малых отклонений координаты от равновесного статического состояния, использованы линеаризованные уравнения динамической характеристики системы АД-ТПН

Результаты моделирования показывают, что неравномерность инерционных нагрузочных масс на валах двигателей типичная для многих технологических процессов, обуславливает колебательные процессы в системе, затягивает время переходных процессов электропривода, создает большие перегрузки на передачах.

Различные режимы работы ЭМС СВ с ТПН при набросе и сбросе нагрузки на одном из двигателей системы, в соответствии с приведенными в работе осциллограммами, не нарушают синхронно-синфазное вращение двигателей в системе при заданной разности нагрузок. Время затухания переходного процесса зависит от разности нагрузок на валах двигателей.

Системы ЭМС СВ с ТПН, как системы автоматического регулирования, отнесены к трехканальным симметричным многосвязным однотипным САР. Их анализ устойчивости и синтез параметров регуляторов производятся методом эквивалентирования, путем приведения к одноканальным системам, позволяющим снизить порядок характеристического уравнения, к примеру, в три раза для трехдвигательной системы. Получены эквивалентные передаточные функции усредненного и относительного движения, определены условия устойчивости исследуемых ЭМС СВ.

Во второй главе раздела проведены исследования активных ЭМС СВ с управлением по роторным цепям. Предложены новые схемы имеющие повышенные энергетические и технические показатели, исследования велись на основе разработанных уравнений в матричной форме.

Рассмотрены схемные варианты с использованием тиристорных коммутаторов, шунтирующих общие роторные сопротивления двигателей системы, или индивидуальные сопротивления в цепи ротора каждого двигателя.

Синхронизирующие моменты системы при определенных значениях частоты вращения, как было показано ранее, тем выше, чем больше значение вводимого в цепи роторов сопротивления. В связи с этим, для обеспечения сохранности синхронного вращения при случайных набросах или сбросах нагрузки, в наиболее простых активных схемах с управлением по роторным цепям, снижают общую частоту вращения двигателей системы, увеличением значения роторного сопротивления.

При постоянно действующей разности нагрузок на валах двигателей ЭМС СВ в работе рекомендовано использовать схемы с индивидуальным включением регуляторов в роторную цепь каждого двигателя системы. Разработаны системы управления индивидуальными регуляторами на основе блоков определения степени нагруженности каждого двигателя в системе.

В зависимости от мощности используемых в системе асинхронных двигателей, возможно применение для производственных механизмов активных схем, управляемых по роторным цепям, с использованием асинхронно-вентильных каскадов или машин двойного питания.

В работе приведены несколько активных схем ЭМС СВ, управляемых по роторным цепям, разработанных автором и

защищенных авторскими свидетельствами.

Математические выражения в работе выведены для п-двигательной активной системы. В качестве примера проведен анализ трехдвигательной активной системы ЭМС СВ. В общем случае математическое описание и-двигательной системы в матричной форме содержит 4п уравнений.

Уравнения для частного случая, полагая, что п-1 двигателей нагружены идентично, вращаются синхронно-синфазно с одинаковыми угловыми положениями, а возмущению подвержена только одна из машин, могут быть представлены как уравнения двухдвигательной системы.

В этом случае уравнения ЭМС СВ в а-р координатах имеют

вид

ЦпСОУЙЬ/

и^тть/ О О

и^овШ

Иг^тШ

О О

К^рЬ, 0 рМ О О Кг-р1.1 0 рМ

рМ р<р,М Л2+Л+ -р<р1Ь2 о +рЬ2

р<р,М рМ -рд>,Ь2 К2+К+ о +р12

ООО Й1+рЬ, О

О

О

о

О 0 0 ООО О ЯсояОа -Ичйгви О Мпвп Ксо.чвй рМ О О К,+рЬ, 0 рМ

О Кстд-, -Шпв2, рМ р<р-М &+Д+ р<р212

+рЬ2

О Ячпв2, КссиОн р<рМ рМ -р(р2ь2

+рЬ2

¡31

(4

Где <рг<р2=вп = -621 - углы рассогласования положения роторов;

- сопротивления обмоток статоров и роторов; М- взаимоиндуктивность между обмотками; К - общее сопротивление в роторных цепях.

При регулировании частоты вращения двигателей системы по роторным цепям, путем изменения проводимости тиристора, шунтирующего сопротивление, среднее значение Я можно записать в виде

11 = Яо6(1-е■),

где е= г'¡Г-коэффициент заполнения, ¿-время проводимости тока,

Т=1 у=со№[ - период модуляции. Моменты двигателей в системе равны:

М, = /, <р1+а,<ргр1!г1(?/!, Га, - ¿'а/я):

М2 -32 (рг+а^-рЬ^Рр Га2 - ?а2ГР2),

где ацг) - величина зависящая от параметров двигателей.

Представленные уравнения позволяют провести анализ систем с определением всех необходимых показателей активных уравнительных схем синхронного вращения.Разработанные в главе системы согласованного вращения с фазовым управлением процессами пуска и торможения по роторным цепям отличаются простотой и оригинальностью.

В третьей главе раздела даны общие методы исследования динамических процессов в активных схемах ЭМС СВ. Реальная электромеханическая система согласованного вращения рабочего механизма содержит упругие и нелинейные электромеханические связи между движущими массами и представляет собой сложную многомассовую систему. Действующие в системе возмущения в механической части электропривода - упругие механические колебания, как правило, отрицательно влияют на ее работу (повышение динамических нагрузок, появление механических вибраций и т.д.). В то же время упругие механические связи, значительно влияя на качество переходного процесса, при определенных сочетаниях параметров системы могут оказывать демпфирующее действие на колебания в системе. Анализ динамических процессов в таких электромеханических системах значительно затруднен, как правило из-за отсутствия точных количественных характеристик всех элементов и связей в системе.

При исследовании динамики активных ЭМС СВ в работе использованы приведенные динамические модели систем. Это объясняется тем, что математическая модель системы с учетом всех параметров системы и нагрузки получается громоздкой, затрудняющей получение адекватного решения, во вторых учитывать рабочие органы системы мало влияющие на характер движения составляющих частей ЭМС СВ нет необходимости. В реальных электромеханических системах всегда присутствуют силы, препятствующие колебаниям в системе, к таким силам можно отнести силы сухого трения, вязкого трения, внутренние вязкие трения на валах и т.д.

В результате проверки ЭМС СВ на реакцию изменения нагрузки на валу одного из двигателей определено, что двигатели системы приходят к установившемуся значению через колебания, количество и амплитуда которых зависит от степени нагруженности каждого двигателя и жесткости их механических характеристик. При этом изменение нагрузки только на одном двигателе ведет к изменению частоты вращения всей системы и к режиму работы с новыми значениями скорости и угла рассогласования, определение этих новых значений можно произвести по нагрузочным диаграммам.

Системы с регулированием по роторным цепям наиболее просто реализуют проблемы демпфирования системы, позволяя расширить диапазоны регулирования частоты согласованного вращения двигателей.

Осцилограммы пуска и сброса нагрузки в активной ЭМС СВ

Ось абсцисс М,п - вращающие моменты двигателей и частота вращения, в относительных величинах, по оси ординат время в секундах, графики а - пуск системы при М1=Мз=0, М2=0,4Мн и сброс нагрузки до М2=0,2Мн, графики б - при М1=0,5Мн, М2=Мз=0 и М; до М1=0,35Мн, графики в - Мг=Мз=0, М1=Мн и сброс нагрузки до М1=0.

Рисунок 6

Активные ЭМС СВ по классификационным признакам можно отнести к многосвязным однотипным системам автоматического регулирования, состоящим из нескольких сепаратных каналов с перекрестными согласующими связями между ними. Уравнения сепаратных каналов, в связи с использованием одинаковых двигателей, идентичны, передаточные функции перекрестных связей берущие начало и приложенные в одинаковых точках, совпадают с точностью до коэффициентов передачи. В таких системах анализ устойчивости и качества регулирования можно выполнить методом декомпозиций, позволяющей вместо исходной многосвязной автоматической системы регулирования рассматривать эквивалентные системы, состоящие из ряда простых несвязанных подсистем. В работе с использованием теории многосвязанных систем предложена методика анализа электромеханических и электромагнитных переходных процессов, определены передаточные функции ЭМС СВ, получены условия устойчивости активных схем.

Показано, что для поддержания минимальных углов рассогласования менее десяти электрических градусов, при разнице нагрузок на валах в пределах Мнаг=1,15-1.2, необходимый диапазон регулирования напряжения питания двигателей, в случае использования активной схемы с 7Р/Гравен Д-0,7.

В четвертой главе раздела рассмотрен вариант управления ЭМС СВ с использованием микропроцессорной техники, предложено конкретное схемное решение управления трех взаимосвязанных АД, обеспечивающих строго синхронное движение нескольких кинематически несвязанных рабочих механизмов. Дано подробное описание работы системы и элементной базы. ЭМС СВ с микропроцессорным управлением могут быть рекомендованы для механизмов с повышенными требованиями к согласованию частот вращения в различных режимах работы систем, а также в механизмах, требующих в процессе производства поддержания различного соотношения скоростей отдельных агрегатов.

По результатам исследований второго раздела сделаны следующие выводы:

Разработанные методы расчета активных схем ЭМС СВ позволяют с достаточной точностью производить расчеты основных показателей системы для конкретных производственных механизмов. Пределы изменения величины питающих напряжении двигателей, обеспечивающие статическую устойчивость системы при максимально допустимом изменении нагрузок на валах, равны примерно 11=0,71/н.

Использование активных регуляторов обеспечивает работу системы при разности нагрузок вплоть до соотношения один к двум, при этом токи в уравнительной цепи могут быть снижены до минимального значения, что способствует улучшению тепловых

режимов в системе. Замкнутая ЭМС СВ позволяет автоматически регулировать уравнительные моменты системы в пределах Му=0,25-0,8Мн в зависимости от изменения нагрузок на валах двигателей и повысить жесткость механических характеристик на 10-13% в пределах допустимого диапазона регулирования Д=1,25.

В разделе предложены энергосберегающие режимы работы систем, выведены выражения для расчета энергетических показателей активных ЭМС СВ, которые могут быть использованы при качественной оценке эксплуатационных характеристик многодвигательных электроприводов с двигателями средней и большой мощности. Энергосберегающие режимы работ асинхронных двигателей в системе обеспечиваются путем поддержания постоянства скольжений, расчитанных методом энергетической оптимизации, по минимуму потерь, тока статора и потребляемой мощности.

Активные схемы ЭМС СВ с ТПН и тиристорными коммутаторами в цепи роторов, в основном, целесообразно использовать в механизмах с двигателями малой мощности. В механизмах с двигателями средней и большой мощности предпочтительны активные схемы с использованием асинхронно-вентильных каскадов и машин двойного питания.

При особых требованиях к качеству регулирования и точности синхронного вращения, рекомендуются разработанные и представленные в разделе ЭМС СВ с микропроцессорным управлением.

В третьем разделе диссертации, первая глава посвящена рассмотрению общих вопросов теории пассивных и активных уравнительных схем ЭМС СВ. Выведены дифференциальные уравнения системы в матричной форме, охватывающие все необходимые для исследования процессы, происходящие в многодвигателыюй взаимосвязанной электромеханической системе. Полученные уравнения могут быть использованы для анализа характеристик пассивных и активных ЭМС СВ в различных режимах, с управлением как по статорным цепям двигателей, так и по роторным.

Процессы в электромеханической системе согласованного вращения с учетом общепринятых допущений описаны в потокосцеплениях реальных машин. Однако уравнения многодвигательной ЭМС СВ осложняются совокупностью трехмерных взаимосвязанных электрических и магнитных цепей с переменной магнитной проницаемостью. С целью упрощения полученных в работе выражений реальные трехфазные асинхронные двигатели в системе приведены к эквивалентным двухфазным машинам. На рисунке 7 представлена электромеханическая система согласованного вращения с эквивалентными двухфазными машинами в координатных осях (оф). При этом намного уменьшается число электрических контуров и следовательно, число уравнений, описывающих электромагнитные процессы. Выведены уравнения движения многодвигательной системы

в координатах (ар) и в ортогональной системе координат (¿ц), вращающихся с частотой ротора. Вектор ротора неподвижен относительно осей этой системы, что упрощает его математическое описание.

Представленные в работе уравнения для многодвигательных ЭМС СВ позволяют рассчитывать характеристики любой системы в статических и динамических режимах.

ЭМС СВ с эквивалентными двухфазными асинхронными двигателями

1а 1а 1а

1а, 1{} - обмотки статоров эквивалентной машины, 2а, 2р -обмотки роторов, 6> - углы рассогласования, Яд -добавочные элементы в системе, Ша, Шр - напряжение питания.

Рисунок 7

Во второй главе раздела даны рекомендации и разработаны методы расчетов по определению параметров вводимых элементов в ЭМС СВ при проектировании, в зависимости от характера нагрузки на валах двигателей.

Величины длительно допустимых токов по нагреву предложено определять исходя из условии нагрева двигателей системы, введением понятия номинального угла рассогласования ЭМССВъ виде

. 1 у (ав + б д)

= агат-----агсСе----(6)

2(аЬ + б д) + (ад-вб) 6 (ад-вб) W

Коэффициенты а,6,в,д зависят от параметров двигателей в системе, вводимых в роторные цепи пассивных или активных элементов и рассчитываются для каждого из вариантов схем по предложенной в работе методике. Выбираемые режимы работ ЭМС СВ должны обеспечивать величину углов рассогласования двигателей меньшей или равной приведенному углу.

При проектировании ЭМС СВ важное значение имеет правильный выбор мощности двигателей, работающих в системе, а также вводимых активных и пассивных элементов. Повышенные значения величин роторных токов двигателей в системе из-за наличия углов рассогласования, ухудшение вентиляции на пониженных скоростях и другие специфичные особенности работы систем согласованного вращения, предполагают разработку особых методов выбора мощности двигателей и вводимых элементов. В разделе даны рекомендации по выбору схем включения двигателей в системе, силовых элементов в активных системах и параметров вводимых элементов в пассивных схемах.

При работе двигателей системы с равными нагрузками на валах, основным критерием выбора мощности двигателей являются приводные моменты системы, при этом необходимо учитывать и возможные случайные пиковые нагрузки на отдельных двигателях, т.е. рассмотреть максимальные уравнительные способности при выбранных мощностях и значениях вводимых элементов.

При работе двигателей системы с сильно различающими массами нагрузок на валах, задача выбора мощности двигателей значительно усложняется наличием в системе постоянно действующих приводных и уравнительных составляющих моментов.

В разделе дана методика выбора вводимых элементов с точки зрения минимальных экономических и массогабаритных показателей, с соблюдением всех технических требований. Определение режимов работы двигателей системы, скольжения и угла рассогласования, с которыми они будут работать при заданных нагрузках на валах, предложено проводить на основании нагрузочных диаграмм.

В третьей главе раздела приведены методы исследования вспомогательных режимов ЭМС СВ - схемы предварительной синхронизации положения роторов перед пуском, схемы синхронизации двигателей на ходу, несимметричные и тормозные режимы двигателей. Согласованное торможение двигатели в системе рассмотрены в разделе относительно пассивных и активных уравнительных схем.

Предложенные расчетные формулы схем предварительной

синхронизации, тормозных режимов и нессиметричных включении довольно точно отражают характер протекания процессов, что подтверждается результатами экспериментальной проверки.

Схемы синхронизации валов двигателей на ходу разработаны в основном для активных ЭМС СВ и предназначены для конкретных производственных механизмов, в частности для последовательного включения центробежных насосов в тепловых сетях и согласования их частоты вращения на ходу.

Несимметричные включения ЭМС СВ интересны с точки зрения того, что составляющие уравнительных моментов от прямой и обратной последовательностей при рассмотрении систем методом симметричных составляющих, складываются, также складываются коэффициенты демпфирования от составляющих полей. Это позволяет получить устойчивые схемы с повышенными уравнительными моментами.

Проведен анализ и разработаны схемы синхронно-синфазного торможения двигателей ЭМС СВ. В производственных механизмах, требующих согласованного вращения валов, как правило требуется и согласованный останов взаимосвязанных двигателей. Кроме этого, остановка двигателей электромеханической системы согласованного вращения с одинаковым угловым положением облегчает повторный пуск двигателей системы, исключая предварительную синхронизацию положения роторов.

Паралельное соединение статорных и роторных обмоток электрических машин в системе вносит свои особенности и требования к торможению двигателей, в связи с этим не все виды торможения асинхронных двигателей дают должный эффект при использовании в схемах ЭМС СВ.

В виду того что, двигатели системы имеют различные нагрузки на валах, для согласованного останова они должны иметь различные значения тормозных моментов. Проведен анализ видов согласованного торможения двигателей в системе ЭМС СВ, разработаны новые схемы, обеспечивающие технологические требования при одновременном синхронном останове конкретных механизмов.

Динамическое торможение пассивных уравнительных схем эффективно для систем с равными нагрузочными массами на валах двигателей, при наличии разницы нагрузочных масс на валах, двигатели при подходе к точке останова, имея минимальные уравнительные моменты, не обеспечивают останов двигателей с одинаковым угловым положением, что может быть неприемлемо с точки зрения технологии или повторного пуска системы в работу.

Предложенные в работе схемы комплексного динамического торможения, предусматривающие возбуждение постоянным током как статорных, так и роторных цепей системы, обеспечивая динамическое и электромагнитное торможение, останавливают валы двигателей строго

в синфазном положении. Тормозные моменты двигателей в системе также, как вращающие моменты, имеют составляющие зависящие от косинуса и синуса углов рассогласования.

В процессе согласованного останова двигателей системы основную роль играют составляющие тормозного момента зависящие от синуса углов рассогласования. Однако при подходе к точке полной остановки эти составляющие, при динамическом торможении малы по величине и не обеспечивают остановки с одинаковым положением роторов двигателей. При комплексном торможении в зоне очень малых скоростей а также при нулевой скорости, основную роль играет электромагнитное торможение. При внезапном исчезновении питающего напряжения двигателей в системе, эффективен способ конденсаторного или конденсаторно-магнитного согласованного торможения. Достоинством способа является отсутствие необходимости внешних источников энергии и возможность синхронно-синфазного останова двигателей системы при аварийных отключениях напряжения сети.

В четвертой главе раздела приведены результаты экспериментальных исследований ЭМС СВ которые проводились на лабораторной и промышленных установках, созданных на базе типовых асинхронных двигателей отечественного производства. Приведенные в диссертации графики и осциллограммы подтверждают адекватность разработанных методик расчетов основных показателей пассивных и активных схем ЭМС СВ, позволяющих с достаточной инженерной точностью производить проектирование систем для конкретных производственных механизмов.

На основе проведенных исследований в данной главе раздела анализируются возможные области применения ЭМС СВ. Показано, что технико-экономические показатели систем, повышенные синхронизирующие способности, расширенная зона регулирования и возможность работы двигателей на повышенных частотах вращения, близких к номинальным с энергосбережением, являются факторами, позволяющими рекомендовать исследуемые системы для рабочих механизмов, как с равчими нагрузками, так и с. го^но различающими мася.м:: ..„^ ¡.»узок на Перечислен ряд конкретных

производственных механизмов, в которых применено или возможно применение исследованных ЭМС СВ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Комплекс исследований электромеханических систем согласованного вращения расширяет и углубляет представление о процессах взаимовлияния асинхронных двигателей, объединенных в систему. На основе полученной физической картины и математического описания работы электромеханической системы, созданы надежные и

экономичные схемы согласованного вращения с улучшенными качественными и количественными показателями.

Теоретические исследования сопровождались экспериментами в лаборатории и производственных условиях, подтвердившими правильность физических представлений и разработанных методов анализа. В работе получены новые результаты по системам согласованного вращения общего характера и сделан ряд выводов по частным вопросам методики исследования и реализации отдельных схем.

К основным результатам выполненной работы можно отнести следующее:

1. С целью систематизации электромеханические системы согласованного вращения выделены в отдельную группу систем электроприводов, предложена классификация систем с разделением их на пассивные и активные уравнительные схемы.

2. Разработана общая методика исследовании пассивных и активных ЭМС СВ, позволяющая исследовать любую схему электропривода из этой группы. На основе проведенных исследований созданы новые пассивные и активные схемы согласованного вращения асинхронных двигателей, защищенные авторскими свидетельствами.

3. Проведены теоретические и экспериментальные исследования пассивных электромеханических систем согласованного вращения, позволившие создать экономичные и эффективные схемы с регулированием их основных параметров и взаимосвязей двигателей. Показано что:

a) анализ пассивных систем согласованного вращения в статических и динамических режимах можно проводить по разработанной единой методике расчетов, алгоритм которой приведен в работе;

b) характер изменения токов и моментов в пассивных схемах, и следовательно синхронизирующая способность системы, определяется характером и величиной значении вводимых элементов;

c) увеличение жесткости механических характеристик способствует увеличению уравнительных моментов в системе, а увеличение критического скольжения двигателей повышает показатели статической устойчивости в некоторых случаях до 3-4 кратного значения;

(3) в зоне жестких механических характеристик пассивные системы имеют высокие статические показатели - малые углы рассогласования (5-10 эл.гр.) за счет больших значений уравнительных моментов, в 2-3 раза превышающих максимальные значения известных схем, что позволяет рекомендовать их в механизмах с большой разностью

нагрузок на валах, е) в динамических режимах на характер протекания переходных процессов, без ухудшения показателей статических режимов двигателей в системе, можно воздействовать путем увеличения коэффициентов демпфирования подбором вводимых элементов.

системы работают в энергосберегающих режимах, исключающих потери мощности в роторных цепях (10-15% от от Рн), при использовании в качестве вводимых элементов Ь и С, могут служить компенсатором реактивной мощности.

4. Разработаны методы анализа активных уравнительных схем с управлением по статорным и роторным цепям двигателей,'в том числе:

a) математические модели статических режимов, выведеные выражения основных электромеханических соотношений, модели систем в динамических режимах и условия устойчивой работы активных схем ЭМС СВ;

b) особенности математического описания процессов электромеханического преобразования энергии в системах согласованного вращения с использовании тиристорных регуляторов в статорных и роторных цепях двигателей;

c) сформулированые и решеные задачи регулирования уравнительных моментов в активных схемах, разработаные рекомендации по выбору допустимых значении токов и нагрузок на валах двигателей системы;

<1) рекомендации по обеспечению энергосберегающих режимов работы двигателей в системе.

5. На основе разработанных методов расчета исследованы вспомогательные режимы работ систем согласованного вращения - предварительная синхронизация положения роторов двигателей, синхронизация роторов на ходу, тормозные режимы, несимметричные включения двигателей в системе.

6. Для инженерных расчетов параметров и режимов работы систем согласованного вращения, предложены упрощенные математические модели систем и универсальные кривые статических и динамических режимов, позволяющие определить показатели конкретных механизмов.

Даны рекомендации по использованию различных разработанных схем в зависимости от технологических требовании и условий эксплуатации.

7. Теоретические результаты, рассчитанные по разработанным методикам, подтверждены экспериментальными исследованиями на лабораторных установках и опытных образах на производстве. Результаты исследований использованы неоднократно при разработке и модернизации многодвигательных ЭМС СВ в

различных отраслях промышленности - в качестве электроприводов чесальных аппаратов в суконной промышленности, электроприводов виброплощадок на заводах ЖБИ. Некоторые из разработанных схем ЭМС согласованного вращения внедрены в качестве электроприводов насосных станций тепловых сетей, электропривода вагоноопрокидывателя, электропривода виброустановок и др.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1. Усманходжаев Н.М. Сагитов П.И. Белоковский Р. И. Теория и методы расчета систем согласованного вращения многодвигательного асинхронного электропривода. ФАН, Ташкент ,1989г., 176с.

2. Сагитов П.И. Системы многодвигательного электропривода синхронного вращения. Алматы, 1996г., Деп. КазГОСИНТИ 18.04.96. №6886-Ка96 228с.

3. Сагитов П.И. Статические характеристики асинхронных машин в схеме синхронного вращения. Межвузовский сборник г. Алматы 1989 г. с,50-58.

4. Сагитов П.И. Теория и методы расчета многодвигательных электроприводов синхронного вращения переменного тока. Всесоюзная НТК "Современное состояние проблемы и перспективы энергетики" г. Иваново 1989 г.с.51-53.

5. Сагитов П.И. Методика анализа динамических режимов ЭРВ с учетом электромагнитных переходных процессов. Деп. ВИНИТИ. №7.(201). 1988г. 17с.

6. Сагитов П.И. Методы синхронного торможения асинхронных двигателей в системе электрического вала. Материалы республиканской научно-технической конференции по автоматизации и автоматическому управлению производственных процессов, г. Ташкент. 1976г. с.15-16.

7. Сагитов П.И. Обобщенная методика расчета основных характеристик многодвигательного электрического вала. Тезисы конференций по проблемам с/х. г. Ташкент, 1975г. с.21.

8. Сагитов П.И. Согласованное вращение асинхронных двигателей с резонансным контуром в цепи роторов. Республиканская научно-производственная конференция ППС ТИИМСХ. г. Ташкент, 1974г. с. 24

9. Сагитов П.И. Электропривод для подъемных механизмов затворов гидротехнических сооружений. Республиканская научно-техническая конференция ученых и специалистов водного

хозяйства, г. Ташкент, 1974 г. с.76-79.

10. Сагитов П.И. Рабочий электрический вал с конденсатором в цепи роторов. 4 Республиканская научно-техническая конференция энергетиков, г. Ташкент, 1973г. с.49.

11. Сагитов П.И. Рагушняк A.A. и др. Фазоимпульсное управление многодвигательным электроприводом. Научно-технический сборник "Новости науки Казахстана" 1998г. вып.1. с.21-24

12. Сагитов П.И. Абишева М.Т. Энергетические показатели ЭМС СБ на базе асинхронных двигателей. "Энергетика и топливные ресурсы Казахстана г. Алматы, 1995г. №1(11). с. 62-63.

13. Сагитов П.И. Тергемесов К,Т. Масалов В.В. Регулируемый электропривод синхронного вращения. 4 Национална научно-техническа конференция с международно участие EJIMA-90. Болгария, г. Варна, 1990 г. с. 19-20.

14. Сагитов П.И. Тергемесов К.Т. Масалов В.В. Электрический рабочий вал с тиристорными преобразователями. Изв. ВУЗов "Электромеханика", 1989г.№1.с. 114-119.

15. Сагитов П.И. Масалов В.В. Синхронное вращение асинхронных двигателей с фазовым управлением в роторных цепях. "Электропривод переменного тока". Всесоюзная НТК г. Свердловск. 1989 г. с. 81-83.

16. Сагитов П.И. Тергемесов К.Т. Масалов В.В. Математическая модель многодвигательного взаимосвязанного электропривода синхронного вращения. "Электропривод для текстильной промышленности" Межвузовский сборник, г. Иваново, 1986 г. с 53-61.

17. Сагитов П.И. Ким В.Г. Регулируемые многодвигательные системы электропривода с повышенными синхронизирующими способностями. Сборник трудов "Автоматизированный электропривод", г. Москва. Энергоиздат. 1986г. с. 102-104.

18. Сагитов П.И. Ташкенбаев Ж.Ш. Электрический рабочий вал с емкостью в цепи ротора. Научно-техническая конференция "Актуальные проблемы электроэнергетики" г. Горький. 1984 г. с. 17-18.

19. Сагитов П.И. Усманходжаев Н.М. Согласованное торможение асинхронных двигателей электрического рабочего вала. Изв. ВУЗов "Электромеханика" 1979г. №2. с. 153-157.

20. A.C. №1661958 СССР Многодвигательный электропривод переменного тока Сагитов П.И. Тергемесов К.Т. и др. Опубл.БИ1991г. №2.

21. A.C. №1555796 СССР Электропривод переменного тока. Сагитов П.И. Масалов В.В. Опубл. БИ 1990г. №14.

22. A.C. №1573521 СССР Многодвигательный электропривод переменного тока. Сагитов П.И. Тергемесов К.Т. Опубл. БИ

23

24.

25.

26,

27.

28.

29,

30.

31,

32,

33.

34.

35.

36.

37.

38.

1990г. №23.

A.C. №1458913 СССР Многодвигательный электропривод переменного тока. Сагитов П.И. Тергемесов К.Т. Опубл. БИ 1989г. №6.

A.C. №1330579 СССР Датчик разности фаз.Сагитов П.И. Масалов

B.В. Опубл. БИ 1987г. №30.

A.C. №1297203 СССР Многодвигательный электропривод. Сагитов П.И. Масалов В.В. Опубл. БИ 1987г. №10. A.C. №1265959 СССР Многодвигательный электропривод переменного тока. Сагитов П.И. Туганбаев И.Т. и др.Опубл. БИ 1986г. №39.

A.C. №1154728 СССР Двухдвигательный электропривод переменного тока. Сагитов П.И. Опубл. БИ 1985г. №17 A.C. №1233255 СССР Многодвигательный электропривод переменного тока. Сагитов П.И. Тергемесов К.Т. Опубл. БИ 1985г. №19.

A.C. №924815 СССР Электропривод. Сагитов П.И. Белоковский Р.И. Опубл. БИ 1982г. №16.

A.C. №955465 СССР Двухдвигательный электропривод. Усманходжаев Н.М. Сагитов П.И. Опубл. БИ 1982г. №32. A.C. №858191 СССР Устройство для фазового регулирования тока в нагрузке. Усманходжаев Н.М. Сагитов П.И. и др. Опубл. БИ 1981г. №31.

A.C. №881958 СССР Устройство для пуска однофазного конденсаторного асинхронного электродвигателя. Усманходжаев Н.М. Сагитов П.И. Опубл. БИ 1981 г. №12.

Усманходжаев Н.М. Сагитов П.И. Асинхронный многодвигательный электропривод для насосной станции теплосетей. Труды института Энергосетьпроект. г. Москва, 1980г. с. 76-79.

Усманходжаев Н.М. Сагитов П.И. Методика расчета систем согласованного вращения асинхронных двигателей. Изв. ВУЗов "Электромеханика" 1979г. №6. с.546-552.

Усманходжаев Н.М. Сагитов П.И. Система согласованного вращения асинхронных двигателей. Изв.

ВУЗов"Электромеханика" 1976г. №2. С.46-51. Усманходжаев Н.М. Сагитов П.И. Адылов Я. Согласованное вращение однофазных конденсаторных асинхронных двигателей по схеме рабочего электрического вала. Изв. ВУЗов "Электромеханика" 1975г.№1. С.56-61.

Усманходжаев Н.М. Сагитов П.И. Согласованное вращение асинхронных двигателей (электрический вал) с конденсаторами в цепи ротора. "Электротехника" 1974г. №2. с.38-41. Усманходжаев Н.М. Сагитов П.И. О работе системы согласованного вращения асинхронных двигателей с

конденсаторами в-цепи ротора. Изв. ВУЗов "Электромеханика" 1974г. №7. с.752-757.

39. Усманходжаев Н.М. Сагитов П,И. О работе однофазных конденсаторных асинхронных машин в системе согласованного вращения. Изв. Вузов "Электромеханика" 1973г. №11. с.1216-1221.

Сагыт Полат Ысмайылулы

КЕЛ1С1МД1АЙНАЛЫСГАРЫ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКАЛЫК ЖУЙЕЛЕРД1ЗЕРТТЕУ ЖЭНЕ ТЕКСЕРУ

Диссертацияда озара байланысты кепкрзгалткдшты электржетектер саласындагы теорияльщ тужырымдар зертгелген. Бул электржетектер езара механикалык, жолмен байланыспайтын 6ipneme ж^мыстык; бшктердщ синхронды - синф азды айналысын кдмтамасыз етед1 Электржетектер! асинхронды козгалткыштар жуйесшде крлданылатын роторлык; ЭКД-тер аркршы айналу жишпн б1рщгай синхрондау непз1 бойынша ерекшеленетш топкд белшген. Активп жене пассив'п тецгермелж схемалар тобына ыретш аныкгамалар трсырымдалган. Статикалык, жэне динамикалык; жумыс режимдерш тадцауга мумкшдж беретш математикалык, аппарат дамытылган. Усынылып отырган есептеу тэсщдершщ непзшде синхрондау кабшетг жогары болып келетш синхронды айналатын копкрзгагтфпнты электржетектершщ схемалык; ineuiLwtepi зертгелген. Авторлык, куэлшгермен крргалган жаца акгивта жэне пассив'п схемалар курастырылган. Синхронды айналатын кепк,озгалткь1Шты электржетектерщ крлдану мумкш болатын салалар карастырылган.

Pulat I. Sagitov

DEVELOPMENT AND RESEARCH OF ELECTROMECHANICAL SYSTEMS OF SYNCHRONOUS ROTATION

This dissertation develops theoretical rules in the area of multiengine interconnected electric drives which provide the synchronous -synphasal rotation of several working not connected mechanically shafts.

The electric drives are separated in a group distinguished by the uniform principle of synchronisation of frequency of rotation by comparing the rotor electromoving power used in the system of asynchronous engines. The definitions of the group of the active and passive equalising systems are given. The mathematical apparatus allowing to analyse the static and dynamic modes of operations is developed. On the base of offered methods of calculations, the circuit solutions of multiengine electric drives of synchronous rotation with enhanced synchronised capacities, are investigated. The new active and passive schemes protected by copyrights are developed. The possible areas of application of multyengine electric drives of synchronous rotation are considered.