автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка и исследование электропривода на базе машины двойного питания с подключением обмоток статора и ротора к преобразователям частоты

На правах рукописи

Безденежных Даниил Владимирович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА БАЗЕ МАШИНЫ ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ С ПОДКЛЮЧЕНИЕМ ОБМОТОК СТАТОРА И РОТОРА К ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМ ЧАСТОТЫ

Специальность 05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

•1 4 ДГР 20П

Липецк-2011

4843945

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

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Мещеряков Виктор Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, заслуженный изобретатель РФ Литвиненко Александр Михайлович

кандидат технических наук Аргентов Сергей Геннадьевич

Ведущая организация:

ООО «Промэлектроника» (г. Липецк)

Защита диссертации состоится 29 апреля 2011 года в 1430 на заседании диссертационного совета Д 212.108.01 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Липецкий государственный технический университет» по адресу. 398600, г. Липецк, Московская 30, административный корпус, ауд. 601

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

Автореферат разослан « 2. Л » марта 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы определяется переходом современного промышленного производства к применению энергосберегающих технологий. Одним из основных направлений перехода является замена существующих регулируемых электроприводов (ЭП) постоянного тока на электроприводы переменного тока, обладающие лучшими массогабаритными, энергетическими и динамическими характеристиками. Наибольшее распространение среди электроприводов переменного тока получил ЭП на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (АДКЗ) с преобразователем частоты в статорной цепи. Использование в данном ЭП режима векторного регулирования позволяет разделить каналы управления потокосцеплением и электромагнитным моментом, что дает возможность строить системы подчиненного регулирования аналогично ЭП постоянного тока. Однако электропривод на базе АДКЗ обладает рядом недостатков, такими как: низкая перегрузочная способность на частотах вращения ротора выше номинальной, невысокий диапазон регулирования скорости вниз от номинальной без датчика скорости на валу двигателя и невозможность управления энергией скольжения.

Электроприводы моталок и разматывателей стальной полосы листовых прокатных станов характеризуются широким диапазоном регулирования скорости вращения приводного двигателя как вниз, так и вверх от номинальной. Применение в таких механизмах ЭП на базе АДКЗ приводит к завышению требуемой мощности двигателя и преобразователя по причине низкой перегрузочной способности двигателя на скоростях вращения выше номинальной. Диапазон регулирования скорости вниз от номинальной без датчика на валу двигателя обычно не превышает 1:50, что связано со сложностью обеспечения работы векторной системы управления на низких частотах тока статора. Для обеспечения глубокого регулирования скорости вниз от номинальной необходимо использовать датчик на валу, который снижает надежность электропривода. Устранение указанных выше недостатков возможно в электроприводе на базе машины двойного питания (МДП) с подключением обмоток статора и ротора к раздельным силовым преобразователям.

Работа выполнена при поддержке федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» по теме: «Проведение научных исследований в области создания энергосберегающих систем автоматизированного электропривода переменного тока» (шифр заявки «20101.2.1-101-009-030»),

Цель работы - совершенствование систем электроприводов на базе машины двойного питания путем разработки новых алгоритмов управления.

Идея работы заключается в разработке электропривода на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с подключением обмоток статора и ротора к раздельным силовым преобразователям, осуществляющего регулирование магнитного потока двигателя в функции момента нагрузки и частоты вращения ротора, что обеспечивает высокие энергетические показатели электропривода и

позволяет осуществлять регулирование скорости вращения вала выше двойной синхронной с сохранением постоянства электромагнитной мощности.

Задачи:

- построение математической модели асинхронного двигателя с фазным ротором в системе электропривода с одновременным управлением по статарной и роторной цепям;

- исследование системы электропривода с МДП по критерию минимума потерь энергии;

- разработка энергосберегающей векторной системы управления электроприводом на базе МДП с преобразователями в статорной и роторной цепи, позволяющей осуществлять регулирование скорости в широком диапазоне без датчика на валу двигателя;

- сравнительная оценка энергетических и массогабаритных показателей электроприводов на базе МДП и АДКЗ;

- разработка и математическое моделирование автоматизированного электропривода моталки стальной полосы на базе МДП с преобразователями в статорной и роторной цепи.

Научная новизна:

- предложены алгоритмы управления МДП с преобразователями в цепях статора и ротора по критерию минимума суммарной мощности потерь в меди и в стали двигателя, отличающиеся от известных оптимальным распределением намагничивающих токов между обмотками статора и ротора и получением аналитической зависимости оптимального значения главного потокосцепления от электромагнитного момента и скорости вращения ротора;

- предложен способ вычисления вектора главного потокосцепления МДП, управляемой по статорной и роторной цепям, отличающийся от известных инвариантностью к изменению значения взаимной индуктивности, работоспособный при всех скоростях вращения ротора и при регулировании магнитного потока в широких пределах;

- разработана система двухзонного регулирования МДП, управляемой по статорной и роторной цепям, с ограничением значения главного потокосцепления во второй зоне, отличающаяся возможностью регулирования скорости вращения вала выше двойной синхронной с сохранением постоянства электромагнитной мощности;

- предложен способ управления частотой тока статора МДП, управляемой по статорной и роторной цепям, отличающийся возможностью осуществления рекуперативного торможения с отдачей энергии в сеть через управляемый выпрямитель преобразователя частоты ротора.

Практическая значимость:

- разработанный электропривод обладает лучшими массогабаритными и энергетическими показателям по сравнению с существующими ЭП на базе машины двойного питания и на базе асинхронного двигателя с КЗ ротором;

- предложенный способ вычисления вектора главного потокосцепления МДП обеспечивает регулирование скорости в широком диапазоне, включая ну-

левую, что позволяет отказаться от использования датчика скорости/положения на валу двигателя.

Объект и методы исследования:

Объектом исследования являлась система электропривода на базе МДП с силовыми преобразователями в цепях статора и ротора. При решении поставленных в диссертационной работе задач использовались теория автоматического управления, теория электрических машин, а также методы математического моделирования и экспериментального подтверждения. Численное решение уравнений математических моделей выполнялось на ЭВМ с помощью пакета математических программ Simulink.

Достоверность результатов и выводов подтверждается хорошей сходимостью результатов теоретических исследований с результатами математического моделирования и экспериментальными данными, а также сопоставимостью полученных результатов с положениями общей теории электропривода.

Реализация результатов работы. Полученные в результате исследований результаты используются при проведении перспективных разработок в УАСУТП ЦАТП ОАО «HJIMK» и внедрены в учебный процесс специальности «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» Липецкого государственного технического университета (ЛГТУ).

На защиту выносится:

- результаты исследования МДП с подключением обмоток статора и ротора к преобразователям частоты по критерию минимума потерь энергии;

- математическая модель разработанной векторной системы управления МДП, позволяющая поддерживать требуемое соотношение между переменными двигателя по условию минимума потерь энергии;

- способы двухзонного управления МДП, позволяющие осуществлять регулирование скорости вращения вала выше двойной синхронной с сохранением постоянства электромагнитной мощности;

- уравнения вычислителя вектора главного потокосцепления двигателя, позволяющие осуществлять регулирование скорости вращения ротора без датчика на валу двигателя.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на научно-технической конференции посвященной 35-летию кафедры электропривода (Липецк 2009); на региональной научно-технической конференции «Автоматизация и роботизация технологических процессов» (Воронеж 2009); на VI Международной (XVII Всероссийская) конференции по автоматизированному электроприводу «АЭП-2010» (Тула 2010); на VII Международной научно-технической конференции «Современная металлургия начала нового тысячелетия» (Липецк 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 4 опубликованы в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ, 1 патент на изобретение, 1 патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка, включающего 99 наименова-

ний, и 6 приложений. Общий объем работы - 200 страниц. Основная часть изложена на 147 страницах текста, содержит 63 рисунка, 1 таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении определены решаемые в диссертационной работе научно-технические проблемы и задачи, обоснована актуальность, показаны новизна и практическая значимость работы, выделены основные защищаемые положения.

В первой главе проведен анализ современного состояния электроприводов на базе асинхронного двигателя с фазным ротором. Проведенный анализ показал, что наиболее экономичными из них являются системы, в которых асинхронный двигатель с фазным ротором включается по схеме двойного питания.

Наиболее распространенной схемой машины двойного питания является схема с преобразователем частоты в роторной цепи и подключением статора к сети. При этом используются различные типы преобразователей, такие как: непосредственный преобразователь частоты (НПЧ), автономный инвертор тока (АИТ), автономный инвертор напряжения (АИН). Рассмотрены особенности применения преобразователей данных типов в системе электропривода на базе машины двойного питания.

Показаны недостатки машины двойного питания, управляемой только по роторной цепи, среди которых можно выделить сложность плавного реверсирования направления вращения ротора без коммутатора в статорной цепи, ограничение на возможность регулирования в широких пределах магнитного потока двигателя, необходимость поддержания повышенного значения тока ротора для компенсации реактивной мощности в статорной цепи, а также снижение КПД на низких скоростях вращения вала вследствие высоких потерь в стали электродвигателя.

Рассмотрены существующие варианты управления асинхронным двигателем с фазным ротором с силовыми преобразователями в цепях статора и ротора, отмечается перспективность такого способа управления. В то же время в них не используются возможности, получаемые при регулировании магнитного потока двигателя, связанные с оптимизацией электропривода по энергетическим критериям, а также с обеспечением регулирования скорости вращения вала в двух зонах: зоне постоянства электромагнитного момента и зоне постоянства электромагнитной мощности.

В заключении отмечается необходимость совершенствования электроприводов на базе машины двойного питания с преобразователями в статорной и роторной цепях.

Во второй главе проведено исследование машины двойного питания, управляемой по статорной и роторной цепям, математическими методами. Для математического описания асинхронного двигателя была выбрана векторно-ориентированная модель в ортогональной системе координат х-у с ориентацией оси х по вектору главного потокосцепления двигателя ут. Поскольку в рас-

сматриваемой машине предполагается регулирование магнитного потока в широком диапазоне, то необходимо учитывать нелинейность кривой намагничивания. Уравнения двигателя в этом случае имеют вид:

где и,х, и|у- напряжения статора по осям х, у; и'2х, и'2у-приведенные напряжения ротора по осям х, у; ¡1х, ¡1у-токи статора по осям х, у; Г2у- приведенные токи ротора по осям х,у; г,- активное сопротивление обмотки статора; г2 - приведенное активное сопротивление обмотки ротора; Ь1з- индуктивность рассеяния обмотки статора; Ц,- приведенная индуктивность рассеяния обмотки ротора; со,- частота вращения электромагнитного поля статора; со 2— частота вращения электромагнитного поля ротора; 1т- ток намагничивания; \|/т = £(1т) -функция, реализующая кривую намагничивания.

Использование двух управляемых силовых преобразователей в статорной и роторной цепях обеспечивает управление 4-мя переменными двигателя, следовательно, возникает вопрос об оптимальном соотношении между ними в зависимости от скорости вращения вала и момента нагрузки на валу. За основу определения оптимального режима было выбрано соотношение, минимизирующее электромагнитные потери мощности двигателя, которые имеют вид:

где ДРи - потери в меди обмоток двигателя; ЛР^ - потери в стали двигателя. Потери меди, в свою очередь, равны:

ш

(1)

АР = АР +ДР

^^ эн ^^ м с

СТ »

(2)

ЛРм=31?г1+3(П)2г;

(3)

где 1[, 12 - действующие значения токов статора и ротора. Потери в стали равны:

где к,; - постоянный коэффициент, характеризующий удельный вес потерь в стали статора и ротора; Р ~ 1,4.

Минимизация проводилась в 3 этапа, на первом были определены требуемые намагничивающие токи статора и ротора ¡)Х, ¡'г* при заданном электромагнитном моменте в зависимости от суммарного тока намагничивания по критериям ——— = 0, ——— = 0:

г'

=1 -Ь-

1х

I, Т12

V =1 -й-

*2х т ^ , »

(5)

На втором этапе были определены требуемые частоты вращения электромагнитных полей статора и ротора в зависимости от скорости вращения ро-

д(ЛРст) _ 0(АРст) .. тора ш по критериям ——— = 0, —-—— = 0: Зш, За2

И1=-°>2=у- (6)

На третьем этапе было определено оптимальное значение главного пото-косцепления \|/т 0ПТ в зависимости от момента и скорости вращения ротора при

условиях (5), (6) по критерию ^^^ = 0. При этом использовалась следующая

аппроксимация функции I2 = , входящую в выражение АРЭМ, на разных участках кривой намагничивания (1-1П):

I: 12т=аУт;

П: 12т=аУт + а3н/2т+а4; (7)

Ш: 4>т=а5,

где I - линейный участок кривой намагничивания; П - нелинейный участок; III — участок насыщения; а].. а5— коэффициенты аппроксимации.

Использование данного способа аппроксимации позволило аналитически определить оптимальное значение главного потокосцепления ц/т С1ГГ на разных участках кривой намагничивания:

П:

1

~(С + 2К) + У(С + 2К)2 + РМ2.

(В)

И: Ч,топт=а5^ш„ом.

где М - электромагнитный момент; К = (1®/"Н^гГ А> С, Б, Е -

константы, зависящие от параметров двигателя.

На рис. 1 изображены графики 1|/т 0ПТ в зависимости от электромагнитного момента при разных скоростях вращения ротора ш.

двигателя 4АНК280М8УЗ: 1 - со=0; 2 - ю=Шо; 3 - со=2со0; 4 - со=4соо

Рассмотрены энергетические характеристики электропривода на базе машины двойного питания с двумя преобразователями (2ПЧ-МДП) в оптимальных режимах работы. При расчете характеристик в математической модели учитывались как потери в электродвигателе, так и потери в силовых преобразователях. На рис. 2, а-в изображены зависимости КПД от полезной мощности на валу Р2 для рассматриваемой схемы электропривода с двигателем 4АНК280М8УЗ мощностью 90 кВт в режимах поддержания главного потокос-цепления равным номинальному значению ном и при его регулировании на уровне \|/т0ПТ. Для сравнения здесь также изображены характеристики широко распространенной схемы машины двойного питания с преобразователем в роторной цепи и подключением статора к сети (ПЧ-МДП) в режиме поддержания реактивной мощности статора на нулевом уровне.

Одним из основных достоинств схемы 2ПЧ-МДП является возможность регулирования магнитного потока двигателя в широком диапазоне и управление соотношением частот токов в зависимости от скорости вращения вала. Это позволяет повысить КПД электропривода при моменте нагрузки ниже номинального и скорости вращения ниже двойной синхронной по сравнению со схемой ПЧ-МДП.

| I

Г

!

о 0,4 0,8 1,2 1,6 Р2,[о.е] в)

Рис^2. Зависимости г|= А[Р2) при т=0,5ш0(а), со=ш„(б), ш=2со0(в): —ПЧ-МДП; —2ПЧ-МДП ном; 2ПЧ-МДП 0ПТ

В третьей главе рассмотрено построение векторной системы управления машиной двойного питания с преобразователями в статорной и роторной цепях.

Применение двух преобразователей частоты в статоре и роторе позволяет осуществлять управление четырьмя координатами электродвигателя. Следовательно, система управления с опорным вектором главного потокосцепления у/т была синтезирована четырехканальной, где регулируемыми переменными являются:

- намагничивающий ток статора ¡1Х;

- намагничивающий ток ротора Гцг,

- моментообразующий ток ротора

- частота вращения электромагнитного поля статора (йь

Одновременное управление намагничивающими токами статора и ротора

позволяет управлять главным потокосцеплением. При этом путем умножения заданных значений намагничивающих токов на соответствующий коэффициент обеспечивается условие минимизации потерь в меди (5). Управление моменто-образующим током ротора, при известном значении главного потокосцепления, обеспечивает управление электромагнитным моментом двигателя. Управление частотой вращения электромагнитного поля статора позволяет обеспечить условие минимизации потерь в стали (6) и осуществлять управление потреблени-

ем/отдачей активной мощности через цепь статора или ротора в двигательном и тормозном режимах работы.

Для работы рассмотренной векторной системы управления машиной двойного питания необходимо вычислять амплитуду и углы поворота вектора главного потокосцепления в статорной и роторной системах координат. Возможны варианты вычисления как с использованием датчика положения ротора на валу двигателя, так и без него. Использование датчика на валу двигателя снижает надежность электропривода и, в ряде случаев, неприемлемо по условиям эксплуатации. Следовательно, рассматривается вариант бездатчикового управления машиной двойного питания.

В настоящее время существует большое количество методов вычисления вектора потокосцепления для бездатчикового управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Основными недостатками этих методов являются значительные погрешности в вычислениях при малых частотах тока в статорной обмотке. Отличительной особенностью машины двойного питания с ПЧ в статорной и роторной цепях является возможность управления соотношением частот токов статора и ротора в зависимости от скорости вращения вала, а также возможность непосредственного измерения токов статора и ротора с помощью датчиков. На рис. 3 изображен предложенный вариант вычислителя вектора потокосцепления.

Проекции вектора главного потокосцепления 1|/та, в системе координат а-Р, жестко связанной со статором, находятся путем интегрирования проекции ЭДС взаимоиндукции Ета, Е . в статорной цепи:

где Еша, Ешр - проекции ЭДС взаимоиндукции в статорной цепи по осям а, р.

Проекции вектора главного потокосцепления в системе координат (й}, жестко связанной с ротором, вычисляются без операции интегрирования, через ток ротора и проекции потокосцепления в системе а-р. Следовательно, ограничивая минимальную частоту тока статора значением в 10 Гц (рис. 4, а), обеспечивается приемлемый уровень погрешности вычислителя на всех скоростях вращения ротора, включая нулевую. На рис. 5 изображены графики ошибок вычислителя Дф^, Афщ в вычислении углов поворота вектора главного потокосцепления в статорной и роторной системах координат и графики ошибок Дут в вычислении амплитуды главного потокосцепления, возникающие при увеличении активных сопротивлений статора и ротора на 50 %. Из графиков следует, что значение ошибок невелико на всех частотах вращения ротора, включая нулевую. Следует отметить, что при вычислении вектора главного потокосцепления не используется значение взаимной индуктивности Ьш, что позволяет избежать погрешностей при работе с переменным магнитным потоком.

Рис. 3. Структурная схема вычислителя

а) б)

Рис. 4. Соотношение частот токов статора и ротора: а - двигательный режим; б - генераторный режим

ДФ'Ь

' т у

%

1 |

41.........1............

<Л I I

—1-1-1

А ................ 3 ^............

2 IV/- 1 а....._._..!................. /3 I

0 0,5 1,0 1,5 ©,[

[углград]

Рис. 5. Графики ошибок вычислителя: 1 - М = М„; 2 - М = 0,5МН; 3 - М =0

1,5 И,[о.е]

Для возможности увеличения скорости вращения двигателя выше двойной синхронной была разработана система двухзонного управления. Во второй зоне задаваемое значение главного потокосцепления должно корректироваться с целью ограничения напряжений статора и ротора. Наиболее простым способом ограничения потокосцепления во второй зоне является поддержание номинального значения ЭДС взаимоиндукции Е,,,,,:

2Е

Ущогр =-(Ю)

ю

где \(/т огр - потокосцепление ограничения.

Однако такой способ не позволяет сохранить постоянство электромагнитной мощности во второй зоне, так как выходные напряжения силовых преобразователей ограничены номинальными значениями. Постоянство электромагнитной мощности во второй зоне в условиях достижения максимального выходного напряжения силового преобразователя статора обеспечивается ограничением главного потокосцепления следующим значением:

и?„-А2шМ | Ги?н-А2«.М] 2 М2(А2 + 0,25о2А?)

0,5<о2А2 ' Ц 0,5Ю2А32 0,25со2А2

где и,н - номинальное выходное напряжение инвертора статора; Аь А2, А3 -константы, зависящие от параметров двигателя. При данном способе управления во второй зоне поддерживается постоянство выходного напряжения силового преобразователя статора равного и,н.

На рис. 6 показаны графики длительно допустимого М„ и максимал ьного Мш моментов в зависимости от скорости вращения ротора со для двух способов управления потокосцеплением во второй зоне. Для сравнения здесь также показаны графики электромагнитного момента того же двигателя при его работе с ротором, замкнутым накоротко, при поддержании постоянства \|/т в первой зоне регулирования и постоянства Етн во второй зоне. Из графиков следует, что включение асинхронного двигателя с фазным ротором по схеме МДП с двумя преобразователями частоты позволяет значительно увеличить длительно допустимый и максимальный моменты на высоких скоростях вращения вала.

Для осуществления рекуперативного торможения электропривода был предложен способ управления частотами токов статора и ротора, обеспечивающий возврат энергии торможения только через роторную обмотку. Указанный способ целесообразен при подключении инвертора в статорной цепи к неуправляемому диодному выпрямителю, а инвертора ротора - к выпрямителю на полностью управляемых силовых ключах. На рис. 4, б изображено соотношение частот токов статора и ротора в генераторном режиме в зависимости от скорости вращения ротора.

На рис. 7 приведена общая структурная схема синтезированной системы управления электроприводом.

Рис. 7. Структурная схема синтезированной векторной системы управления

В четвертой главе предлагается одно из возможных применений электропривода на базе МДП с двумя преобразователями частоты в механизме моталки стальной полосы, а также показаны результаты исследования МДП на лабораторной установке.

Приводится кинематическая схема электропривода моталки и схема задания электромагнитного момента двигателя в зависимости от требуемого натяжения пояос-ы. Разработана система управления моталки на базе МДП, которая осуществляет часть цикла намотки, от начального радиуса рулона г0 до некоторого промежуточного гп - во второй зоне регулирования скорости, а другую часть, от промежуточного г„ до максимального диаметра гшах - в первой зоне. Показано, что требуемая мощность двигателя в электроприводе на базе МДП в 2 раза ниже по сравнению с электроприводом на базе асинхронного двигателя с КЗ ротором.

Для экспериментального подтверждения результатов, полученных в ходе диссертационной работы, был разработан лабораторный стенд. Результатами эксперимента являются зависимости КПД электропривода от полезной мощности на валу, а также зависимости длительно допустимого момента нагрузки от скорости вращения вала. Указанные характеристики получены как для схемы МДП с двумя преобразователями частоты, так и для стандартной схемы МДП с подключением статора к сети. Полученные экспериментальные данные позволили подтвердить результаты, полученные посредством компьютерного моделирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных в диссертационной работе исследований была решена актуальная научная задача, заключающаяся в разработке электропривода, включенного по схеме машины двойного питания с подключением обмоток статора и ротора к раздельным силовым преобразователям, осуществляющего регулирование магнитного потока двигателя в функции момента нагрузки и частоты вращения ротора, что обеспечивает высокие энергетические показатели электропривода и позволяет осуществлять регулирование скорости вращения вала выше двойной синхронной с сохранением постоянства электромагнитной мощности.

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

1. Определены энергосберегающие режимы работы машины двойного питания при одновременном управлении по статорной и роторной цепям как при поддержании главного потокосцепления равным номинальному значению, так и при его регулировании на оптимальном уровне по критериям минимума электромагнитных потерь двигателя.

2. Проведенный сравнительный анализ энергетических характеристик электроприводов на базе машины двойного питания показал, что использование МДП с двумя преобразователями частоты позволяет улучшить энергетические

характеристики по сравнению с МДП с преобразователем в роторной цепи при нагрузках на валу ниже номинальной и при скоростях вращения вала ниже двойной синхронной. Потери энергии электропривода по схеме с двумя преобразователями частоты в номинальном режиме ниже на 7 %.

3. Разработана векторная система управления машиной двойного питания на основе принципа подчиненного регулирования, позволяющая поддерживать оптимальное соотношение между переменными МДП по критериям минимума электромагнитных потерь двигателя как в статических, так и в динамических режимах работы. Постоянная времени контура момента в такой системе при частоте коммутации ключей инверторов 5 кГц составляет 0,004 с.

4. Предложенный способ вычисления положения вектора главного пото-косцепления и скорости вращения ротора МДП, управляемой по статорной и роторной цепям, обеспечивает приемлемую точность вычислений без датчика на валу двигателя во всем диапазоне скоростей вращения ротора, включая нулевую. Величина погрешностей в вычислениях углов поворота вектора пото-косцепления при этом не превышает 5 %. Способ не зависит от значения взаимной индуктивности, что позволяет избежать погрешностей, связанных с изменением магнитного состояния двигателя при работе с переменным магнитным потоком.

5. Рассмотренная система двухзонного регулирования МДП дает возможность увеличить длительно допустимый и максимальный электромагнитный момент двигателя в 2-4 раза по сравнению со схемой работы с закороченным ротором на скорости выше номинальной. При этом во второй зоне целесообразно использовать закон управления с ограничением напряжений статора и ротора, что обеспечивает сохранение постоянства электромагнитной мощности в условиях достижения максимума по выходным напряжениям силовых преобразователей статора и ротора.

6. Рекуперативное торможение электропривода с отдачей энергии в сеть только через роторную обмотку возможно осуществить при регулировании частоты тока статора по предложенному алгоритму. Данный способ целесообразен при подключении инвертора статора к неуправляемому диодному выпрямителю, обладающему односторонней проводимостью, а инвертора ротора - к реверсивному выпрямителю на полностью управляемых силовых ключах.

Работы, опубликованные по теме диссертации:

1. Мещеряков В.Н., Безденежных Д.В. Возможности машины двойного питания в отношении двухзонного регулирования // Электротехнические комплексы и системы управления, 2010. №1. С. 26-29.

2. Мещеряков В.Н., Безденежных Д.В. Электропривод на базе машины двойного питания с минимизацией потерь электроэнергии // Известия Тульского государственного университета. Серия: Технические науки, 2010. №3. Ч. 4. С. 108-114.

3. Мещеряков В.Н., Безденежных Д.В. Электропривод на основе машины двойного питания с минимизацией потерь электроэнергии // Электротехника, 2010. №10. С. 2-8.

4. Мещеряков В.Н., Безденежных Д.В. Наблюдатель потокосцепления для машины двойного питания, управляемой по статорной и роторной цепям // Вестник Воронежского государственного технического университета, 2010. №11. С. 170-173.

5. Мещеряков В.Н., Безденежных Д.В. Электропривод на базе машины двойного питания с подключением обмоток статора и ротора к преобразователю частоты П Сборник статей научно-технической конференции, посвященной 35-летию кафедры электропривода Липецкого государственного технического университета. Липецк: ЛГТУ, 2009. С. 29-32.

6. Мещеряков В.Н., Безденежных Д.В. Способы управления асинхронным двигателем с фазным ротором по статорной и роторной цепям // Материалы региональной научно-технической конференции «Автоматизация и роботизация технологических процессов». Воронеж: ВГТУ, 2009. С. 68-72.

7. Мещеряков В.Н., Безденежных Д.В. Электропривод моталки стальной полосы по схеме машины двойного питания с подключением обмоток статора и ротора к преобразователя^ частоты И Сборник научных трудов научно-технической конференции «Современная металлургия начала нового тысячелетия». Липецк: ЛГТУ, 2010. Ч. 2. С. 69-74.

8. Способ регулирования частоты вращения двигателя двойного питания: пат. 2393623 Рос. Федерация. № 2008147604/09; заявл. 02.12.08; опубл. 27.06.10. Бюл.№ 18.7 с.

9. Устройство для управления двигателем двойного питания: пат. на полез. модель № 99671 Рос. Федерация. №2010119758/07; заявл. 17.05.2010; опубл. 20.11.2010. Бюл. № 32.3 с.

Личный вклад автора ij работах, написанных в соавторстве, заключается в следующем: в [1] были разработаны законы управления МДП во второй зоне и определены длительно допустимые и максимальные моменты двигателя; в работах [2,3] определены оптимальные режимы электродвигателя в системе МДП по критерию минимума потерь энергии; в [4] предложены способы бездатчико-вого управления машиной двойного питания; в [5] рассмотрена возможность подключения обмоток статора и ротора к одному преобразователю частоты; в [6] предложена схема МДП с АИН в статорной и роторной цепях; в [7] предложено применение электропривода с МДП в механизме моталки стальной полосы и разработаны законы управления; в [8] предложено схемное решение электропривода с МДП, обеспечивающее поддержание встречного вращения магнитных полей и равенства частот токов статора и ротора; в [9] предложена энергосберегающая векторная система управления электроприводом на базе двигателя двойного питания.

Подписано в печать 25.02.2011 г. Формат 60x841/16. Бумага офсетная. Ризография. Печ. л. 1,0. Тираж 120 экз. Заказ № Полиграфическое подразделение Издательства Липецкого государственного технического университета. 398600 Липецк, ул. Московская, 30.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НА БАЗЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ.

1.1 Обзор систем электроприводов на базе асинхронного двигателя с фазным ротором.

1.2 Электропривод на базе машины двойного питания с векторным управлением по цепи ротора.

1.3 Электропривод на базе асинхронизированного вентильного двигателя с ортогональным управлением и поддержанием постоянства магнитного потока.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ МАШИНЫ ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ В ЦЕПЯХ СТАТОРА И РОТОРА МАТЕМАТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ.

2.1 Выбор системы координат.

2.2 Математическое описание машины двойного питания.

2.3 Определение оптимальных режимов работы машины двойного питания.

2.4 Энергетические характеристики машины двойного питания в оптимальных режимах работы.

ВЫВОДЫ.

3 ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МАШИНОЙ ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ В ЦЕПЯХ СТАТОРА И РОТОРА.

3.1 Расчет системы управления машиной двойного питания по методу подчиненного регулирования.

3.2 Синтез вычислителя вектора главного потокосцепления.

3.3 Двухзонное регулирование скорости с ослаблением главного магнитного потока.

3.4 Рекуперативные режимы работы машины двойного питания.

ВЫВОДЫ.

4 СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

МОТАЛКИ С МАШИНОЙ ДВОЙНОГО ПИТАНИЯ, УПРАВЛЯЕМОЙ ПО ЦЕПИ СТАТОРА И РОТОРА.

4.1 Математическое описание механической части электропривода моталки.

4.2 Сравнительный анализ электроприводов моталки по схемам

ПЧ-АДКЗ и ПЧ-МДП.

4.3 Математическое моделирование электропривода моталки с машиной двойного питания.

4.4 Экспериментальные исследования машины двойного питания.

ВЫВОДЫ.

Актуальность работы определяется переходом современного промышленного производства к применению энергосберегающих технологий. Одним из основных направлений перехода является замена существующих регулируемых электроприводов (ЭП) постоянного тока на электроприводы переменного тока, обладающие лучшими массогабаритными, энергетическими и динамическими характеристиками. Наибольшее распространение среди электроприводов переменного тока получил ЭП на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (АДКЗ) с преобразователем частоты в статорной цепи. Использование в данном ЭП режима векторного регулирования позволяет разделить каналы управления потокосцеплением и электромагнитным моментом, что дает возможность строить системы подчиненного регулирования аналогично ЭП постоянного тока. Однако электропривод на базе АДКЗ обладает рядом недостатков, такими как: низкая перегрузочная способность на частотах вращения ротора выше номинальной, невысокий диапазон регулирования скорости вниз от номинальной без датчика скорости на валу двигателя и невозможность управления энергией скольжения.

Электроприводы моталок и разматывателей стальной полосы листовых прокатных станов характеризуются широким диапазоном регулирования скорости вращения приводного двигателя как вниз, так и вверх от номинальной. Применение в таких механизмах ЭП на базе АДКЗ приводит к завышению требуемой мощности двигателя и преобразователя по причине низкой перегрузочной способности двигателя на скоростях вращения выше номинальной. Диапазон регулирования скорости вниз от номинальной без датчика на валу двигателя обычно не превышает 1:50, что связано со сложностью обеспечения работы векторной системы управления на низких частотах тока статора. Для обеспечения глубокого регулирования скорости вниз от номинальной необходимо использовать датчик на валу, который снижает надежность электропривода. Устранение указанных выше недостатков возможно в электроприводе на базе машины двойного питания (МДП) с подключением обмоток статора и ротора к раздельным силовым преобразователям.

Работа выполнена при поддержке федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» по теме: «Проведение научных исследований в области создания энергосберегающих систем автоматизированного электропривода переменного тока» (шифр заявки «2010-1.2.1-101-009-030»).

Цель работы - совершенствование систем электроприводов на базе машины двойного питания путем разработки новых алгоритмов управления.

Идея работы заключается в разработке электропривода на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с подключением обмоток статора и ротора к раздельным силовым преобразователям, осуществляющего регулирование магнитного потока двигателя в функции момента нагрузки и частоты вращения ротора, что обеспечивает высокие энергетические показатели электропривода и позволяет осуществлять регулирование скорости вращения вала выше двойной синхронной с сохранением постоянства электромагнитной мощности.

Задачи:

- построение математической модели асинхронного двигателя с фазным ротором в системе электропривода с одновременным управлением по статорной и роторной цепям;

- исследование системы электропривода с МДП по критерию минимума потерь энергии;

- разработка энергосберегающей векторной системы управления электроприводом на базе МДП с преобразователями в статорной и роторной цепи, позволяющей осуществлять регулирование скорости в широком диапазоне без датчика на валу двигателя;

- сравнительная оценка энергетических и массогабаритных показателей электроприводов на базе МДП и АДКЗ;

- разработка и математическое моделирование автоматизированного электропривода моталки стальной полосы на базе МДП с преобразователями в статорной и роторной цепи.

Научная новизна:

- предложены алгоритмы управления МДП с преобразователями в цепях статора и ротора по критерию минимума суммарной мощности потерь в меди и в стали двигателя, отличающиеся от известных оптимальным распределением намагничивающих токов между обмотками статора и ротора и получением аналитической зависимости оптимального значения главного пото-косцепления от электромагнитного момента и скорости вращения ротора;

- предложен способ вычисления вектора главного потокосцепления МДП, управляемой по статорной и роторной цепям, отличающийся от известных инвариантностью к изменению значения взаимной индуктивности, работоспособный при всех скоростях вращения ротора и при регулировании магнитного потока в широких пределах;

- разработана система двухзонного регулирования МДП, управляемой по статорной и роторной цепям, с ограничением значения главного потокосцепления во второй зоне, отличающаяся возможностью регулирования скорости вращения вала выше двойной синхронной с сохранением постоянства электромагнитной мощности;

- предложен способ управления частотой тока статора МДП, управляемой по статорной и роторной цепям, отличающийся возможностью осуществления рекуперативного торможения с отдачей энергии в сеть через управляемый выпрямитель преобразователя частоты ротора.

Практическая значимость:

- разработанный электропривод обладает лучшими массогабаритными и энергетическими показателям по сравнению с существующими ЭП на базе машины двойного питания и на базе асинхронного двигателя с КЗ ротором;

- предложенный способ вычисления вектора главного потокосцепления МДП обеспечивает регулирование скорости в широком диапазоне, включая нулевую, что позволяет отказаться от использования датчика скорости/положения на валу двигателя.

Объект и методы исследования:

Объектом исследования являлась система электропривода на базе МДП с силовыми преобразователями в цепях статора и ротора. При решении поставленных в диссертационной работе задач использовались теория автоматического управления, теория электрических машин, а также методы математического моделирования и экспериментального подтверждения. Численное решение уравнений математических моделей выполнялось на ЭВМ с помощью пакета математических программ ЗипиНпк.

Достоверность результатов и выводов подтверждается хорошей сходимостью результатов теоретических исследований с результатами математического моделирования и экспериментальными данными, а также сопоставимостью полученных результатов с положениями общей теории электропривода.

Реализация результатов работы. Полученные в результате исследований результаты используются при проведении перспективных разработок в УАСУТП ЦАТП ОАО «НЛМК» и внедрены в учебный процесс специальности «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» Липецкого государственного технического университета (ЛГТУ).

На защиту выносится:

- результаты исследования МДП с подключением обмоток статора и ротора к преобразователям частоты по критерию минимума потерь энергии;

- математическая модель разработанной векторной системы управления МДП, позволяющая поддерживать требуемое соотношение между переменными двигателя по условию минимума потерь энергии;

- способы двухзонного управления МДП, позволяющие осуществлять регулирование скорости вращения вала выше двойной синхронной с сохранением постоянства электромагнитной мощности;

- уравнения вычислителя вектора главного потокосцепления двигателя, позволяющие осуществлять регулирование скорости вращения ротора без датчика на валу двигателя.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на научно-технической конференции посвященной 35-летию кафедры электропривода (Липецк 2009); на региональной научно-технической конференции «Автоматизация и роботизация технологических процессов» (Воронеж 2009); на VI Международной (XVII Всероссийская) конференции по автоматизированному электроприводу «АЭП-2010» (Тула 2010); на VII Международной научно-технической конференции «Современная металлургия начала нового тысячелетия» (Липецк 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 4 опубликованы в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ, 1 патент на изобретение, 1 патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка, включающего 99 наименований, и 6 приложений. Общий объем работы - 200 страниц. Основная часть изложена на 147 страницах текста, содержит 63 рисунка, 1 таблицу.

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

1. Определены энергосберегающие режимы работы машины двойного питания при одновременном управлении по статорной и роторной цепям как при поддержании главного потокосцепления равным номинальному значению, так и при его регулировании на оптимальном уровне по критериям минимума электромагнитных потерь двигателя.

2. Проведенный сравнительный анализ энергетических характеристик электроприводов на базе машины двойного питания показал, что использование МДП с двумя преобразователями частоты позволяет улучшить энергетические характеристики по сравнению с МДП с преобразователем в роторной цепи при нагрузках на валу ниже номинальной и при скоростях вращения вала ниже двойной синхронной. Потери энергии электропривода по схеме с двумя преобразователями частоты в номинальном режиме ниже на 7 %.

3. Разработана векторная система управления машиной двойного питания на основе принципа подчиненного регулирования, позволяющая поддерживать оптимальное соотношение между переменными МДП по критериям минимума электромагнитных потерь двигателя как в статических, так и в динамических режимах работы. Постоянная времени контура момента в такой системе при частоте коммутации ключей инверторов 5 .кГц составляет 0,004 с.

4. Предложенный способ вычисления положения вектора главного по-токосцепления и скорости вращения ротора МДП, управляемой по статорной и роторной цепям, обеспечивает приемлемую точность вычислений без датчика на валу двигателя во всем диапазоне скоростей вращения ротора, включая нулевую. Величина погрешностей в вычислениях углов поворота вектора потокосцепления при этом не превышает 5 %. Способ не зависит от значения взаимной индуктивности, что позволяет избежать погрешностей, связанных с изменением магнитного состояния двигателя при работе с переменным магнитным потоком.

5. Рассмотренная система двухзонного регулирования МДП дает возможность увеличить длительно допустимый и максимальный электромагнитный момент двигателя в 2-4 раза по сравнению со схемой работы с закороченным ротором на скорости выше номинальной. При этом во второй зоне целесообразно использовать закон управления с ограничением напряжений статора и ротора, что обеспечивает сохранение постоянства электромагнитной мощности в условиях достижения максимума по выходным напряжениям силовых преобразователей статора и ротора.

6. Рекуперативное торможение электропривода с отдачей энергии в сеть только через роторную обмотку возможно осуществить при регулировании частоты тока статора по предложенному алгоритму. Данный способ целесообразен при подключении инвертора статора к неуправляемому диодному выпрямителю, обладающему односторонней проводимостью, а инвертора ротора - к реверсивному выпрямителю на полностью управляемых силовых ключах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных в диссертационной работе исследований была решена актуальная научная задача, заключающаяся в разработке электропривода, включенного по схеме машины двойного питания с подключением обмоток статора и ротора к раздельным силовым преобразователям, осуществляющего регулирование магнитного потока двигателя в функции момента нагрузки и частоты вращения ротора, что обеспечивает высокие энергетические показатели электропривода и позволяет осуществлять регулирование скорости вращения вала выше двойной синхронной с сохранением постоянства электромагнитной мощности.

1. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учебник для студ. высш. учеб. заведений. М.: Академия, 2006. 272 с.

2. Усольцев A.A. Частотное управление асинхронными двигателями: учеб. пособие. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006. 95 с.

3. Мещеряков В.Н. Системы регулируемого асинхронного электропривода для подъемно-транспортных механизмов: монография. Липецк: ЛГТУ, 2005.112 с.

4. Мещеряков В.Н. Системы электропривода с асинхронным двигателем с фазным ротором для механизмов общепромышленного назначения: монография. Липецк: ЛГТУ, 2004. 92 с.

5. Онищенко Г.Б., Локтева И.Л. Асинхронные вентильные каскады и двигатели двойного питания. М.: Энергия, 1979. 199 с.

6. Ключев В.И. Теория электропривода: учеб. для вузов. 2-е изд., пере-раб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 2001. 704 с.

7. Асинхронизированный вентильный двигатель с ортогональным управлением потока / И.П. Копылов и др. // Электротехника, 2002. №9. С. 2-5.

8. Асинхронизированный вентильный двигатель с поддержанием неизменного результирующего магнитного потока / И.П. Копылов и др. // Электротехника, 2000. №8. С. 59-62.

9. Онищенко Г.Б. Электрический привод: учеб. для вузов. М.: РАСХН, 2003. 320 с.

10. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер A.C. Теория автоматизированного электропривода. М.: Энергия, 1979. 616 с.

11. Башарин A.B., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: учебное пособие для вузов. Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-е, 1982. 392 с.

12. Онищенко Г.Б. Асинхронный вентильный каскад. М.: Энергия, 1967.152 с.

13. Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Хвостов B.C. Электрические машины. М.: Энергия, 1987. 404 с.

14. Y. Kawabata, Е. Ejiogu, Т. Kawabata. Vector-Controlled Double-Inverter-Fed Wound-Rotor Induction Motor Suitable for High-Power Drives // IEEE Transactions on Power Electronics, 1999. №5, vol.35, pp. 1058-1066.

15. Leonard W. Control of Electrical Drives. Berlin: Springer, 1996. 420 p.

16. Шрейнер P.T. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург.: УРО РАН, 2000. 654 с.

17. Заливалов С.А. Исследование и разработка электропривода на основе машины двойного питания и преобразователя частоты со звеном постоянного тока: дис. . канд. техн. наук: 05.09.03. Горький: Горьковский политехи. инст., 1984.181 с.

18. Новые возможности регулируемого электропривода «двойного питания» / И.Я. Довганюк и др. // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность, 2003. №1. С. 21-26.

19. Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронный электропривод с векторным управлением. Л.: Энергоатомиздат, Ленинг. отд., 1992. 296 с.

20. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями / О.В. Слежановский и др.. М.: Энергоатомиздат, 1983. 256 с.

21. G. Poddar, V.T. Ranganathan. Sensorless Field-Oriented Control for Double-Inverter-Fed Wound-Rotor Induction Motor Drive // IEEE Transactions on Power Electronics, 2004. №5, vol.51, pp. 1089-1096.

22. Сандлер A.C., Сарбатов P.C. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974. 328 с.

23. Ботвинник М.М., Шакарян Ю.Г. Управляемая машина переменного тока. М.: Наука, 1969. 352 с.

24. Петров Г.Н. Электрические машины. Ч. 2. Асинхронные и синхронные машины. М.: Госэнергоиздат, 1963. 340 с.

25. Беспалов В.Я., Мощинский Ю.А., Петров А.П. Математическая модель асинхронного двигателя в обобщённой ортогональной системе координат // Электричество, 2002. №8. С. 33 39.

26. Поздеев А.Д. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1998. 172 с.

27. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: учеб. пособие. СПб.: КОРОНА принт, 2001. 320 с.

28. Браславский И.Я., Ишматов З.Ш., Поляков В.Н. Энергосберегающий асинхронный электропривод: учебн. пособие для студ. высш. учеб. заведений. М.: Академия, 2004. 249 с.

29. Бородин М.Ю., Поляков В.Н. Оптимизация режимов электропривода с обобщенной машиной переменного тока // Электротехника, 2009. №9. С. 54-59.

30. Елисеев В.А., Шинянский A.B. Справочник по автоматизированному электроприводу. М.: Энергоатомиздат, 1983. 616 с.

31. Копылов И.П., Клоков Б.К., Морозкин В.П. Проектирование электрических машин. М.: Высшая школа, 2002. 495 с.

32. Абрамович Б.Н., Круглый A.A. Возбуждение, регулирование и устойчивость синхронных двигателей. Д.: Энергоатомиздат, 1983. 128 с.

33. Виноградов А.Б. Векторное управление приводами переменного тока. Иваново: ИГЭУ им. В.И. Ленина, 2008. 298 с.

34. Виноградов А.Б., Сибирцев А.Н., Колодин И.Ю. Адаптивно-векторная система управления бездатчикового асинхронного электропривода серии ЭПВ И Силовая электроника, 2006. №3. С. 50-55.

35. Козярук А.Е., Рудаков В.В. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов. С-Пб.: СПбЭК, 2004. 128 с.

36. Вейнгер A.M. Регулируемые электроприводы переменного тока: конспект вводных лекций Электронный ресурс. М., 2009. 102 с. URL: http://w\vw.svadbakirov.ru/weinger/(\v\vw.weitiger.ru)Regulimemye elektro-privody09l.pdf (дата обращения: 08.09.2010).

37. Асинхронные электродвигатели: каталог. Владимир: ВЭМЗ, 2005.32 с.

38. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. М.: Энергия, 1977. 432 с.

39. Асинхронные двигатели серии 4А: справочник / А.Э. Кравчик и др.. М.: Энергоиздат, 1982. 504 с.

40. Cranes Drive and Control Components for Hoisting Gear. Catalog HE 1 N February 2007. Siemens AG, 2006. 137 p.

41. Three-phase asynchronous motor with slipring rotor. Drives for cranes, crushers, lifts and other application: catalog. VEM, 2004. 4 p.

42. Белов М.П., Новиков B.A., Рассудов Л.Н. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: учебник для вузов. М.: Академия, 2004. 576 с.

43. Бычков В.П. Электропривод и автоматизация металлургического производства: учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1966. 480 с.

44. Крупович В.И., Барыбин Ю.Г., Самовер М.Л. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами. М.: Энергоиздат, 1982. 416 с.

45. Лимонов JI. Г. Особенности применения асинхронного электродвигателя для привода моталки полосы // Электротехника, 2006. №11. С. 61а -65.

46. Технический каталог электродвигателей ELD1N Электронный ресурс. Ярославль: ELDIN, 2006. 49 с. URL: http://www.eldin.ru/files/byer/ pro-ductiоп/CatalogueELDIN2006.pdf (дата обращения: 08.09.2010).

47. Кузнецов Б.В. Выбор электродвигателей к производственным механизмам. Минск: Беларусь, 1984. 81 с.

48. Способ управления электродвигателем двойного питания: авт. свид. 1073870 СССР. №3486550; заявл. 30.08.1982; опубл. 15.02.1984. Бюл. №6. 4 с.

49. Способ управления двигателем двойного питания, выполненным на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, и устройство для его осуществления: авт. свид. 1515323 СССР. №4192438/24; заявл. 11.02.1987; опубл. f1510.1989. Бюл. №38. 6 с.

50. Способ управления двигателем двойного питания, выполненным на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, и устройство для его осуществления: авт. свид. 1610589 СССР. №4297304/24; заявл. 06.07.1987; опубл.3011.1990. Бюл. №44. 7 с.

51. Устройство для управления двигателем двойного питания: пат.f2320073 Рос. Федерация. №2006143985/09; заявл. 11.12.2006; опубл. 20.03.20 08. Бюл. №8. 12 с.

52. Копылов И.ГГ. Математическое моделирование электрических машин: учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 2001. 327 с.

53. Копылов И.ГГ. Электромеханические лреобразователи энергии. М.: Энергия, 1973. 400 с.

54. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов: учебник для студ. высш. учеб. заведений. М.: Академия, 2005. 304 с.

55. Осипов О.И. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод: учебное пособие по курсу "Типовые решения и техника современного электропривода" М.: Из-во МЭИ, 2004. 80 с.

56. Поляков В.Н., Шрейнер Р.Т. Экстремальное управление электрическими двигателями. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006. 420 с.

57. Тутаев Г.М. Варианты векторного управления электроприводом с асинхронизированным вентильным двигателем // Электротехнические комплексы и системы управления, 2009. №3. С. 11-15.

58. Пивняк Г.Г., Волков О.В. Современные частотно-регулируемые асинхронные электроприводы с широтно-импульсной модуляцией: монография. Днепропетровск.: НГУ, 2006. 470 с.

59. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода. С-Пб.: Энер-гоиздат, 1994,348 с.

60. Автоматизированный электропривод промышленных установок: учеб. пособие для студентов вузов / Г.Б. Онищенко и др.. М.: РАСХН, 2001. 520 с.

61. Афанасьев В.Д. Автоматизированный электропривод в прокатном производстве. М.: Металлургия, 1977. 279 с.

62. Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Автоматизированный электропривод с упругими связями. С-Пб.: Энергоиздат, 1992. 288 с.

63. Вейнгер A.M. Регулируемый синхронный электропривод. М.: Энер-гоатомиздат, 1985. 224 с.

64. Вольдек А.И. Электрические машины: учебник для студентов высш. техн. учеб. завед. 3-е изд., перераб. JL: Энергия, 197.8. 832 с.

65. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. М.: Высшая школа, 1982. 456 с.

66. Иванов-Смоленский A.B. Электрические машины: учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: МЭИ, 2004. Т. 2. 532 с.

67. Кацман М.М. Электрические машины. М.: Высшая школа, 1990.463с.

68. Копылов И.П. Проектирование электрических машин: учебник. М.: Энергия, 1980. 495 с.

69. Костенко М.П., Пиотровский JIM. Электрические машины: учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений. 3-е изд., перераб. JI.: Энергия, 1973. Ч. 2: Машины переменного тока. 648 с.

70. Москаленко В.В. Электрический привод. М.: Высшая школа, 1991.431 с.

71. Радин В.И., Брускин Д.Э., Зорохович А.Е. Электрические машины. Асинхронные машины: учеб. для электромех. спец. вузов / под ред. И.П. Ко-пылова. М.: Высшая школа, 1988. 328 с.

72. Аргентов С.Г. Система асинхронного электропривода на базе машины двойного питания для конвейеров подачи сыпучих грузов: дисс. . канд. техн. наук: 05.09.03. Липецк: ЛГТУ, 2002. 205 с.

73. Карих Ю.В. Системы электропривода с последовательным соединением обмоток статора и ротора асинхронного двигателя через вентильные элементы: дисс. . канд. техн. наук: 05.09.03. Липецк: ЛГТУ, 2003. 215 с.

74. Соломатин A.A., Мещеряков В.Н., Левин П.Н. Синхронизированный асинхронный электропривод с частотным управлением // Известия ВУЗов. Электромеханика, 2009. №2. С. 51-56.

75. Мещеряков В.Н., Безденежных Д.В. Возможности машины двойного питания в отношении двухзонного регулирования // Электротехнические комплексы и системы управления, 2010. №1. С. 26-29.

76. Способ регулирования частоты вращения двигателя двойного питания: пат. 2393623 Рос. Федерация. № 2008147604/09; заявл. 02.12.08; опубл. 27.06.10. Бюл. № 18.7 с.

77. Мещеряков В.Н., Безденежных Д.В. Электропривод на базе машины двойного питания с минимизацией потерь электроэнергии // Известия Тульского государственного университета. Серия: Технические науки, 2010. №3.4. 4. С. 108-114.

78. Мещеряков В.Н., Безденежных Д.В. Электропривод на основе машины двойного питания с минимизацией потерь электроэнергии // Электротехника, 2010. №10. С. 2-8.

79. Устройство для управления двигателем двойного питания: пат. на полез, модель № 99671 Рос. Федерация. №2010119758/07; заявл. 17.05.2010; опубл. 20.11.2010. Бюл. № 32. 3 с.

80. Мещеряков В.Н., Безденежных Д.В. Наблюдатель потокосцепления для машины двойного питания, управляемой по статорной и роторной цепям //Вестник Воронежского государственного технического университета, 2010. №11. С. 170-173.

81. Altivar 71. Преобразователи частоты для асинхронных двигателей: руководство по программированию. Schneider Electric, 2006. 261 с.

82. Bose Bimal К. Modern power electronics and AC drives. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2002. 711 p.

83. Datta R., Ranganathan V.T. Direct Power Control of Grid-connected Wound Rotor Induction Machine Without Rotor Position Sensors // IEEE Trans-tactions on Power Electronics, 2001. Vol. 16, Pt. 3. pp. 390-399.

84. Drid S., Tadjine M., Nait-Said M-S. Nonlinear Feedback Control and Torque Optimization of a Doubly Fed Induction Motor // Journal of ELECTRICAL ENGINEERING, 2005. №3-4, vol.56, pp. 57-63.

85. FR-F 700. Преобразователь частоты: руководство по эксплуатации. Mitsubishi Electric, 2005. 506 с.

86. A New Topology and Control Scheme for 4WD HEV using a DFIM with a Reduced Size Converter-Inverter / Hong-Seok Song et al. // Industry Applications Conference, 2005. №4. pp. 2880-2886.

87. Peresada S., Tilli A., Tonielli A. Power Control of a Doubly Fed Induction Machine via Output Feedback // Control Engineering Practice, 2004. №12. pp. 41-57.

88. Poddar G., Ranganathan V.T. Direct Torque and Frequency Control of Double-Inverter-Fed Slip-Ring Induction Motor Drive // IEEE Transtactions on Power Electronics, 2004. №6, vol.51, pp. 1329-1337.