автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка и исследование электропривода основных механизмов экскаваторов по системе НПЧ-АД на базе эквивалентных шестипульсных схем

Введение.

Глава 1. Разработки экскаваторных электроприводов по системе НПЧ-АД.

1.1. Характеристики основных механизмов экскаваторов.

1.2. Разработки, удовлетворяющие требованиям к экскаваторному электроприводу.

1.3. Сравнение силовых схем тиристорных НПЧ.

1.4. Разработки и исследования частотно-регулируемых асинхронных приводов.

1.5. Задачи работы.

Глава 2. Математическое моделирование систем НПЧ-АД.

2.1. Общие положения.

2.2. Моделирование асинхронного двигателя и механизма.

2.3. Построение модели реверсивного трехфазного трехпульсного тиристорного преобразователя.

2.4. Построение модели НПЧ на базе схемы Завалишина.

2.5. Построение модели НПЧ-АД на базе кольцевой схемы.

2.6. Доказательство адекватности построенных моделей.

2.7. Спектральный анализ выходного тока и напряжения НПЧ.

2.8. Выводы по главе.

Глава 3. Анализ силовых схем НПЧ.

3.1. Общие положения.

3.2. Регулировочные характеристики преобразователя в схеме Завалишина.

3.3. Выбор максимальной допустимой индуктивности сети в схеме Завалишина.

3.4. Совместная работа преобразователей в кольцевой силовой схеме.

3.5. Регулировочные характеристики кольцевой схемы.

3.6. Выбор максимальной индуктивности сети в кольцевой схеме.

3.7. Короткие замыкания в кольцевом преобразователе.

3.8. Построение силовой схемы кольцевого преобразователя и фазировка СИФУ.

3.9. Загрузка вентилей в схемах НПЧ.

3.10. Разработка устройств, повышающих надежность работы НПЧ.

3.11. Сравнительный анализ электроприводов ТВ-Г-Д и НПЧ-АД по потерям.

3.12. Выводы по главе.

Глава 4. Системы управления электроприводом НПЧ-АД.

4.1. Общие сведения.

4.2. Системы электропривода с обратной связью по скорости.

4.3. Системы электропривода с обратной связью по модулю ЭДС.

4.4. Система управления с обратной связью по вычисленному потоку.

4.5. Ограничение моментов в электроприводе НПЧ-АД.

4.6. Расширение диапазона нагрузок.

4.7. Выводы по главе.

Глава 5. Микропроцессорное управление тиристорными преобразователями

5.1. Общие положения.

5.2. Реализация цифрового СИФУ для преобразователя постоянного тока.

5.3. Реализация цифрового СИФУ для преобразователя переменного тока.

5.4. Разработка цифровой структуры управления.

5.5. Выводы по главе.

Глава 6. Применение разработок.

6.1. Электропривод длинноходовой глубинной насосной установки.

6.2. Комплектный электропривод по системе НПЧ-АД.

6.3. Модульный тиристорный преобразователь с микропроцессорным управлением.

Технологический процесс добычи полезных ископаемых состоит из следующих операций. На первой бурятся взрывные скважины и горные породы разрушаются при помощи взрыва. Разрушенная порода и руда грузятся в транспортные средства экскаваторами. Затем руда транспортируется на горнообогатительную фабрику. В зависимости от прочности и удельного веса грунта применяют различного вида экскаваторы. Карьерные одноковшовые экскаваторы имеют укороченную стрелу и лопату повышенной прочности и используются для разработки взорванных скальных грунтов, тогда как для более легких пород применяются экскаваторы драглайны, которые, напротив, имеют удлиненную стрелу.

Наиболее распространенной машиной среди экскаваторов с механическим оборудованием прямой лопатой, применяющаяся в основном для добычи строительных материалов (щебенка, песок и т.д.), является экскаватор ЭКГ-4,6 и его модификация ЭКГ-5. По данным, приведенным в /2/, на предприятиях Рудпрома их количество составляет 213 и 209 соответственно. На горно-обогатительных комбинатах (ГОКах) наиболее массовой машиной является ЭКГ-8И, количество которых по данным «Рудпрома» составляет 700 /2/. Среди вскрышных экскаваторов драглайнов распространенными являются машины ЭШ-6/45 и ЭШ-10/70.

К электроприводам основных механизмов одноковшовых экскаваторов с оборудованием прямой лопатой относят привода подъема, напора и поворота. Для драглайнов, у которых отсутствует механизм напора, к этой группе относят и привод тяги. Работа данных механизмов характеризуется интенсивным повторно-кратковременным режимом с наличием динамических и тормозных моментов.

Наиболее рациональной и надежной системой электропривода для основных электроприводов экскаваторов до сегодняшнего дня является система генератор-двигатель (Г-Д). Для регулирования возбуждения генераторов применяются в более ранних системах электроприводов магнитные усилители (МУ), а в наиболее современных отечественных и импортных системах управления - тиристорные или транзисторные возбудители. Разработка (и модернизация) электроприводов экскаваторов с использованием эффективных научно-технических разработок повышает производительность машин, а также продлевает срок службы механического оборудования по сравнению с системами, использующими в качестве возбудителей МУ, за счет более совершенных динамических и статических характеристик.

Большинство машин, работающих на открытых разработках, эксплуатируется с морально и физически устаревшим электрическим оборудованием, то есть по системе МУ-Г-Д и требует модернизации, которая на сегодняшний момент возможна по трем направлениям:

1) применение более современных возбудителей генераторов, не требующее замены двигателей и силового агрегата;

2) построение системы тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока (ТП-Д), не требующее замены последнего. Силовой агрегат в составе синхронного (асинхронного) двигателя и генераторов приводов заменяется на мощные реверсивные тиристорные преобразователи.

3) применение системы преобразователь частоты - асинхронный двигатель (ПЧ-АД), требующее замены всей электрической части.

Охарактеризуем тенденции и существующие разработки по каждому из трех приведенных направлений модернизации.

В качестве возбудителей для генераторов на сегодняшний момент наиболее распространенными являются реверсивные тиристорные выпрямители. Модернизация такого вида электроприводов является наиболее рентабельной в условиях дефицита средств и позволяет за счет замены только части оборудования добиться увеличения эффективности работы. В то же время, как показывают тенденции развития горно-добывающей промышленности, система Г-Д становится все менее эффективной по сравнению с другими системами в плане уменьшения износа оборудования, повышения производительности и уменьшения энергозатрат.

Разработанная научной группой кафедры электропривода МЭИ под руководством профессора Ключева В.И. серия унифицированных модульных экскаваторных преобразователей ПТЭМ-1Р максимально приспособлена к тяжелым условиям эксплуатации оборудования на экскаваторах и обладает высокими технико-экономическими показателями /2/, /37/, /38/, /65/, /87/. Основной отличительной особенностью разработанных преобразователей, выгодно представляющих их по сравнению с другими разработками, является концепция моноблока, подразумевающая отсутствие внутренних регулировочных элементов. Построение и настройка системы управления осуществляется вне блока с помощью дополнительной платы (платы «обвязок»), не содержащей активных компонентов, следовательно имеющей высокую надежность. Вся разработанная серия имеет идентичные характеристики, что делает ее полностью унифицированной и взаимозаменяемой. Следует сказать, что с использованием моноблока можно строить не только системы с возбудителем, но и системы ТП-Д, непосредственный преобразователь частоты - асинхронный двигатель (НПЧ-АД), не изменяя при этом внутреннюю схемотехнику.

На основе преобразователя ПТЭМ-1Р для главных электроприводов экскаваторов разработана оптимальная система ТВ-Г-Д. Соответствующее низковольтное комплектное устройство освоено в производстве АООТ «Рудоавтоматика», г. Железногорск Курской области. Цена полного комплекта электрического оборудования окупается за счет сокращения эксплуатационных затрат в течение, как максимум, года. Модернизация экскаваторов ЭКГ-8И с использованием данных НКУ позволило снизить динамические нагрузки, уменьшить износ механической части, повысить производительность на 3-5%, сократить энергопотребление на 35-40 тыс. кВт-ч в год на одной машине за счет применения менее энергоемких по сравнению с магнитными усилителями систем управления 121. Благодаря моноблочному построению исключились простои экскаватора при отказе электроники, так как время замены вышедшего из строя моноблока резервным составляет 10-15 минут. Сама замена осуществляется неквалифицированным персоналом.

На основе накопленного опыта эксплуатации научная группа МЭИ и АО «Рудоавтоматика» разработали преобразователи новой серии ПТЭМ-2Р, имеющие улучшенную и более современную аналоговую схемотехнику и в настоящее время являются основной серией моноблоков для НКУ, выпускаемых АО «Рудоавтоматика», для модернизации экскаваторов ЭКГ-8И, ЭКГ-10, ЭКГ-12.

В настоящее время существует и развивается тенденция использования микропроцессорных систем управления преобразователями. Такое построение обеспечивает прежде всего абсолютную идентичность характеристик устройств, более надежную работу узлов, гибкость настройки, малое время переналадки и лучшие весогабаритные показатели. В то же время использование данной техники идет в разрез с концепцией безналадочного моноблока, ведь все параметры структуры будут хранится в электронном виде внутри моноблока (или микроконтроллера). Большинство импортных и отечественных преобразователей постоянного тока (или электроприводов) представляют собой «уникальные» электропривода со своими настройками. Для замены вышедшего из строя устройства уже будет недостаточно просто его заменить, но и ввести необходимые параметры, для чего необходим специализированный персонал. В качестве примера преобразователей постоянного тока с полностью цифровым управлением молено привести устройства SIMOREG DC MASTER фирмы SIEMENS с номинальным выпрямленным током до 2000 А /104/ и преобразователи Mentor II фирмы «control Techniques» с выпрямленным током до 1850 А /105/. К недостатку данных преобразователей, ограничивающему область их применения, можно отнести объектно-ориентированную систему управления, направленную на управление двигателем постоянного тока по системе ТП-Д.

Совместить достоинства полного микропроцессорного управления с концепцией моноблока попыталось ЗАО «Юрэль», которое по заданию ОАО «Урал-маш» разработало и изготовило НКУЭ-3 с микропроцессорными моноблоками для ЭКГ-4,6Б /64/. Каждый из трех моноблоков для возбуждения генераторов основных приводов хранит параметры четырех приводов (напора, подъема, поворота и хода), что делает их взаимозаменяемыми. Информация о том, с какими же параметрами должен работать электропривод, поступает с внешних разъемов, то есть смена параметров происходит автоматически при установке на место соответствующего привода. Данная концепция однако не позволяет производить безналадочную перестановку моноблоков между экскаваторами, а также ограничивает область применения данных моноблоков.

Наряду с концепцией моноблочного построения электроприводов существует и идея централизованного управления одним микроконтроллером, что делает систему управления более дешевой и лучшей по весогабаритными показателями. Разработки такого типа электроприводов для экскаваторов ведутся, например, в АО «Сигнал-Электро» г. Обнинск.

Наряду с тиристорными возбудителями в качестве силовых элементов на сегодняшний момент все больше применяются IGBT-транзисторы. Транзисторные возбудители с ШИМ и с двухступенчатым преобразованием энергии (выпрямитель плюс инвертор) используются в последних двух описанных разработках (АО «Юрэль» и АО «Сигнал-Электро»), К недостатку данного способа построения силовых схем можно отнести сложность рекуперации энергии. Чаще всего «лишнюю» энергию рассеивают на отдельном предназначенном для этого резисторе, что считается нам нецелесообразным в виду многочисленных динамических режимов при работе привода экскаватора и большой энергии, запасающейся в обмотках возбуждения генераторов. Транзисторные преобразователи с непосредственным обменом энергии между сетью и нагрузкой лишены данного недостатка /2/ и /106/.

Второе направление модернизации основных электроприводов экскаваторов - это замена системы Г-Д на систему ТП-Д. При этом уменьшаются потери электроэнергии, так как КПД тиристорного преобразователя и КПД силового трансформатора всегда больше чем суммарное КПД генератора и приводного двигателя. К тому же система ТП-Д позволяет достичь большего быстродействия. Стоимость такой модернизации значительно превышает стоимость модернизации, связанной только с заменой возбудителей. Вместе с тем система электропривода ТП-Д привносит дополнительные проблемы связанные с:

- возможным опрокидыванием инвертора, например при «подхватывании» ковша в приводе подъема при выходе из режима повышенной скорости, или при пропадании или значительном понижении питающего напряжения;

- потреблением значительной реактивной мощности в нижнем диапазоне регулирования скорости вращения двигателя;

- потреблением несинусоидального тока из сети.

Наиболее значительной проблемой является аварийный режим опрокидывания инвертора, так как по цепи якоря могут протекать токи, превышающие максимально допустимые, вызывающие возможную поломку двигателя и механического оборудования. Кроме того, при токах короткого замыкания, возникающих в этом режиме, скорее всего выйдут из строя тиристоры. Накопленный опыт в управлении тиристорным преобразователем, а также разработка более надежных схем управления и защиты в настоящий момент позволяет применять данные системы электропривода на экскаваторах. ВНИИ Электропривод совместно с Урал-маш заводом с 1978 по 1990 годы произвел и ввел в эксплуатацию более 20 экскаваторов ЭКГ-20 /67/. 18 из этих машин успешно эксплуатируется. В состав комплекта ТП-Д входит пятиобмоточный силовой трансформатор, питающий все электропривода экскаватора (основные и хода). Все электропривода, кроме подъема имеют реверсивные трехфазные мостовые схемы выпрямления. Спуск ковша в приводе подъема происходит под действием его веса. Частота отказов некоторых узлов для трех экскаваторов за период эксплуатации 10-12 месяцев распределяется следующим образом /67/:

- электрические машины 4,5% отказов;

- выключатели напряжения в/н 11,6 % отказов;

- тиристоры и др. элементы ТП 17,8 %;

- системы управления 39,3 %;

- прочие отказы 26,8 %.

Как видно «лидирующее» положение по числу отказов занимают системы управления, что требует более внимательного подхода к проектированию именно этих узлов. Большое количество отказов тиристоров (в данных приведены только процент самих фактов отказов, без учета количества вышедших из строя силовых элементов) также требует разработку более эффективных средств защиты тиристоров. Также примечательно, что в модернизированных ВНИИ Электропривод экскаваторах из-за конструктивных недостатков не были установлены фильтро-компенсирующие устройства (ФКУ), что оказалось приемлемым для эксплуатации. Проблемам разработки систем ТП-Д для экскаваторов посвящены и работы /26/, /36/, /38/, /53/, /79/.

Наиболее перспективным направлением модернизации экскаваторов является переход от приводов постоянного тока к приводам переменного по системе ПЧ-АД. Во-первых, применение данной системы уменьшает потери электроэнергии. Например, для самого мощного электропривода подъема экскаватора типа ЭКГ-8И суммарный КПД двигателя постоянного тока, генератора и синхронного двигателя при номинальной загрузке каждого составляет /78/, /84/:

Лтг-д = Чьи* Лгеп п * Лс»пХ» = 0,925 * 0,932 * 0,93 8 = 81 %. (1)

Суммарный КПД системы ПЧ-АД (трансформатор, преобразователь частоты, двигатель) приблизительно составляет: пчлд = Лтр * Лпч * лдв = 0.98 * 0.98 * 0.94 = 90.2 %, (2) где в качестве КПД двигателя был выбран АД типа 4AH355M8Y3 мощностью 200 кВт /82/.

Как видно, что по предварительным подсчетам замена системы Г-Д дает прирост КПД на 9.2 %, что может дать значительную экономию электроэнергии. Надо отметить, что данный вопрос требует более тщательного внимания, так как не учитывается достаточно много параметров (продолжительность включения, загрузка, изменение момента инерции и так далее).

Существуют различные типы преобразователей частоты. По принципу действия их можно разделить на:

- преобразователи со звеном постоянного тока;

- непосредственные преобразователи частоты;

Каждые из них в свою очередь подразделяются на несколько видов:

1) со звеном постоянного тока: автономные инверторы напряжения (АИН), автономные инверторы тока (АИТ);

2) НПЧ делятся по схемам выпрямления или по пульсности - нулевые трехпульсные и эквивалентные шестипульсные), мостовые (шести-пульсные), двенадцатипульсные и т.д. Существуют также и так называемые кольцевые схемы, где преобразователи собраны в кольцо.

Каждые из типов ПЧ по конструктивному исполнению могут выполняться на тиристорах или транзисторах.

В большинстве случаев предлагаемые зарубежные и отечественные преобразователи частоты предназначаются для механизмов со спокойным характером нагрузки, главным образом в двигательном режиме, то есть для таких механизмов, как насосы, вентиляторы и т.п. Из зарубежных производителей можно выделить таких производителей как SIEMENS, ABB, HITACHI, OMRON и др. Среди отечественных - корпорацию ТРИОД, ЗАО «Эрасиб» (г. Новосибирск).

Основным конструктивным решением для таких электроприводов является система транзисторный АИН-ШИМ с неуправляемым выпрямителем на входе. На рисунке 1 представлена силовая схема такого преобразователя. Для обмена энергией между двигателем и ПЧ предназначены инвертор VT1-VT6 (передача энергии от ПЧ к двигателю) и обратный неуправляемый мост VT7-VT12 (энергия передается от двигателя к ПЧ). Конденсатор С используется для фильтрации выпрямленного напряжения, а также для накопления мощности, приходящей от двигателя. При торможении двигателя механическая энергия преобразуется в электрическую и накапливается на С, постепенно повышая напряжение. Для предотвращения перенапряжения включается резистор торможения, на котором и рассеивается «лишняя» энергия.

Использование данных приводов в электроприводах с активной нагрузкой нецелесообразно вследствие бесполезного рассеивания механической энергии.

Рис. 1. Силовая схема АИН-АД без рекуперации энергии

Для повышения энергетических характеристик системы АИН-АД комплектуются дополнительными блоками рекуперации, представляющие собой тиристорные или транзисторные инверторы. Количество силовых элементов в таких приводах достигает 24 (6 выпрямительный мост, 6 инвертор, ведомый сетью, 6 транзисторов инвертора с 1ПИМ, 6 диодов обратного моста). Причем мощность каждого из четырех узлов должна быть не меньше мощности двигателя для нормальной работы в любом квадранте механической характеристики, то есть установленная мощность будет больше в 4 раза чем номинальная. К же достоинству данных приводов можно отнести возможность получения синусоидальных напряжений близких к частоте сети и превышающую ее.

Для экскаваторных электроприводов по системе АИН-АД были произведены несколько разработок. Фирмой Бюсайрос-Ири (США) в Югославии на экскаваторе типа 395-В, выпуска 1990 года, была установлена такая система /2/. Рекуперация не была предусмотрена, а энергия торможения рассеивалась на резисторах мощностью 247 кВт (кратковременно 1150 кВт). Такое нерациональное техническое решение конечно же неприемлемо.

Для улучшения весогабаритных показателей и уменьшения количества силовых элементов в системе АИН-АД ведущие фирмы-производители предлагают объединять группы приводов по шинам постоянного тока. При этом применение одного мощного выпрямителя и инвертора (для рекуперации) является более рациональным решением. Фирма ABB предложила Лебединскому ГОКу модернизировать экскаватор ЭКГ-8И по такой системе АИН-АД, схема которой показана на рисунке 2 /2/. Звено постоянного тока общее для всех приводов связано с сетью через управляемый выпрямитель, выполненный на GTO, мощностью 1700 кВт и разделительный трансформатор 6/0.4 кВ, мощностью 1800 кВт. С точки зрения энергетики такое решение рационально, так как позволяет осуществить рекуперацию энергии в сеть в тормозных режимах. Применение полностью управляемых силовых элементов позволяет иметь высокий коэффициент мощности и отказаться от фильтрокомпенсирующего устройства. Однако, как показывают оценки, приведенные в /2/, комплект оборудования получился громоздким и дорогостоящим. Кроме того, мощный трансформатор и преобразователь способствует увеличению токов короткого замыкания для отдельных электроприводов. Также не способствует увеличению простоты и улучшению безопасности эксплуатации гальваническая связь всех электроприводов по шине постоянного тока.

6kV/0.40kV( 1800kVA

50Hz 6kV

Eispeisung Soply unit DA 632 170/1700-cl

ПОДЪЕМ Hubwerk hoist 2x AC A 610 0760-3

НАПОР Vorschub crowd АСА 610 0500-3

ПОВОРОТ

Schwenkwerk swing 2xACA 610 0500-3

ХОД Fahrwerk propel АСА 610 0220-3

УВ на GTO V

200 kBA 200 kBA 290 кВА 230 кВА 230 кВА

2400

1000

4400 V

1000 V 1

1000 м V 1

1000 м

350kW 1498/min М2ВА400 LKC

200kW 744/min M2BA355 MLC V

1000

ЗОкВА

600

4200 M V

2000 to

ЗОкВА

600 M

2x200kW 744/min M2BA355 S M M

2xl00kW 750/min M2BA315 SMC

Рис. 2. Схема электроприводов основных механизмов экскаватора ЭКГ-8И фирмы ABB

Аналогичные разработки предлагает фирма SIEMENS для ЭКГ-20, а также ОАО «Электропривод» (ранее ВНИИ Электропривод) для экскаватора ЭКГ-10, причем силовые выпрямитель и инверторы импортного изготовления фирмы SIEMENS /107/.

Для электроприводов экскаваторов, характеризующихся частыми динамическими режимами и наличием активной нагрузки в приводе подъема, требуется свободный обмен энергии между двигателем и сетью. Такому требованию удовлетворяют привода по системе АИТ-АД и НПЧ-АД. Выбор режима работы (потребление или отдача энергии в сеть) происходит автоматически, при этом не требуются дополнительные узлы рекуперации.

Схема АИТ-АД показана на рисунке 3. Наличие управляемого выпрямителя дает возможность перевода его в инверторный режим в тормозном режиме. Если в качестве силовых элементов выходного моста применяются незапираемые тиристоры, то в силовую схему добавляются и узлы коммутации.

Другой разработкой выше упомянутой фирмы Бюсарос-Ири была система управления электроприводами на основе АИТ-АД фирмы Дженерал-Электрик (США) на экскаваторе 295ВП /2/. Однако вследствие особенности данной системы, а именно ступенчатой формы выходного тока, вызывающей значительное колебание скорости около «нуля», она не получила широкого распространения.

Наиболее оптимальными системами электропривода на наш взгляд для механизмов с резко-переменной нагрузкой с частыми тормозными режимами являются НПЧ-АД, так как в этом случае достигается свободный обмен энергией между двигателем и сетью, и глубокое регулирование скорости с хорошими статическими и динамическими характеристиками. L

Рис. 3. Силовая схема АИТ-АД за запираемые тиристорах GTO

Характерной особенностью НПЧ является то, что мощность к двигателю подводится параллельно через разные преобразователи, а не последовательно, как в предыдущих схемах. Таким образом, установленная мощность преобразователей для НПЧ меньше. Если сравнивать тиристорные схемы ТП-Д и НПЧ-АД по влиянию на питающую сеть, то работа нескольких преобразователей в НПЧ на одну сеть с различными циклически изменяющимися углами управления улучшает гармонический состав и коэффициенты искажения тока и напряжения. На рисунке 4 представлены осциллограммы входных токов и фазного напряжения при совместной работе системы ТП-Д и НПЧ-АД приблизительно одинаковой мощностью (ТП-Д служит нагрузкой НПЧ, то есть работает в генераторном режиме). Как видно токи потребления НПЧ оказываются более гладкими. Также видно значительное влияние токов ТП-Д на сеть (показано напряжение после токоогра-ничивающих реакторов). Следует отметить, что системы АПН-АД хоть и имеют очень высокий cos ср, однако ток потребления (смотрите рисунок 5) также далек от синусоиды и по форме похож на ток системы ТП-Д /2/.

Одним из главных недостатков НПЧ является низкая максимальная величина регулирования частоты вращения, которая зависит от управляемости преобразователей. Расширение верхнего диапазона регулирования обеспечивается в основном путем увеличения пульсности выпрямителей, то есть количества тиристоров. Другим способом повышения эффективности использования НПЧ является завышение мощности двигателя и питание его токами пониженной частоты, например до 25 Гц. При этом необходимо выбрать двигатель мощностью и скоро

Рис. 4. Фазное напряжение сети и потребляемые токи НПЧ-АД и ТП-Д г \ Л L ML

1 .

J / У ■

Рис. 5. Форма потребляемого из сети тока ПЧ по системе НВ-АИН-АД (Ри=14 кВт) стью вращения в два раза больше необходимых для обеспечения требуемых моментов. Такую замену двигателя можно считать оправданной, так как при этом габариты машин одной серии не изменяться. Например, типоразмер машины 4АН355 имеет мощность 200 кВт при синхронной частоте вращения 750 об/мин, а при 1500 об/мин уже 400 кВт /82/.

Для оценки изменения стоимости при такой замене двигателя приведем относительную стоимость машин (руб/кВт) /91/, /94/ (рисунок 6). Как видно, машины с меньшим числом пар полюсов имеют меньшую относительную стоимость, исключение составляют машины на синхронную скорость вращения 3000 об/мин. Из-за конструктивных особенностей (широкая спинка статорной и роторной магнитных систем) они по стоимости сравнимы с машинами на 1500 об/мин. Таким образом замена двигателя с 2р=8 на двигатель с 2р=4 но с большей в два раза мощностью экономически обосновано. Например, стоимость двигателя 4АИР355М8 мощностью 160 кВт составляет 113600 руб (цены ВЭМЗ 2002 г.), а двигателя 4АИР355М4 мощностью 315 кВт - 124500 руб.

Если сравнить стоимость двигателей постоянного и переменного тока, то и здесь АД имеет лучшие экономические характеристики. Так, например, стоимость двигателя ДЭ812У мощностью 100 кВт, применяющийся в приводе напора ЭКГ-8И, составляет 195360 руб (цены ЗАО «Динамо-Плюс» за 2001 г. /94/), в то время как асинхронного двигателя 5АИР315М8 мощностью 110 кВт - 48873.6 руб (цены ВЭМЗ за 1999 год /91/) или 5АМ315М8 - 82288.8 руб (цены ВЭМЗ за 2002 год /91/). То есть в первом случае стоимость АД в 4 раза меньше стоимости ДПТ (цены 1999 и 2001 годов соответственно), во втором в 2.4 раза (цены 2002 и 2001 годов соответственно).

Следует также отметить, что обслуживание АД проще, чем ДПТ, за счет отсутствия щеточно-коллекторного узла.

Проведем ценовую оценку выпускаемых преобразователей для частотного электропривода. На рисунке 7 приведены относительные стоимости электроприводов по системе АИН-АД, выпускаемых зарубежными и отечественными производителями /92/, /93/. Данные сгруппированы по годам для показа динамики изменения цен. Из графиков видно снижение относительной цены на преобразователи с ростом мощности в отличие от двигателей, где такой же параметр практически не изменяется (рисунок 6).

Характерно также резкое падение цен за последние годы. Так относительная цена на привода мощностью 110 кВт, которые выпускает корпорация ТРИОЛ в 1997 г составляла 120 $/кВт, в 1998 г. - 80 $/кВт, в 1999 г. - 90 $/кВт, в 2002 - 60 $/кВт. Снижение цены происходит главным образом из-за возросшего предложения на рынке, а также низкого платежеспособного спроса отечественных предприятий. Наименьшую цену имеют привода выпускаемые на отечественных предприятиях (ТРИОЛ, ВЕСПЕР, и др.) и отличаются от стоимости импортных приблизительно в 1.5 раза. Следует отметить, что цены на преобразователи АИН-АД, имеющие узел рекуперации, имеют существенно большую цену за счет дополнительных затрат на инвертор рекуперации. Так в 2002 г. относительная цена на привод без рекуперации АТ06 (ТРИОЛ) мощностью 110 кВт составляет 60 $/кВт, а на привод с возможностью рекуперации АТ-05 - 100 $/кВт, то есть 1.7 раз больше.

В качестве примера практической реализации систем НПЧ-АД для основных приводов экскаваторов можно привести разработку института Гидроуглеав-томатизации для экскаватора ЭШ 20/90 /2/. Каждый механизм оснащен индивидуальным преобразователем на группу двигателей. Преобразователь в каждой фазе двигателя представляет собой реверсивный встречно-параллельный мостовой выпрямитель с числом тиристоров 24 и конструктивно выполнен в виде отдельной стойки. Комплект электрического оборудования оказался тяжеловесным (преобразователи для трех основных приводов занимают 17 шкафов) и требует квалифицированного обслуживания.

В ряду практической реализации также следует отметить разработку кафедры АЭП МЭИ для привода поворота экскаватора ЭШ6/45, выполненного по системе НПЧ-АД по модульному принципу на базе моноблоков ПТЭМ-1Р, что значительно повысило надежность работы привода /2/. руб/кВт $/кВт

1000 - 50

800

400 ■■ 200 0 -

40

600 •■ 30

20 10 О

11 15 22 30 37 45 55 75 90 110 160 250

18 5 132 200 315 а) б)

Рис. 6. Относительная стоимость ($/кВт и руб/кВт) двигателей серии АИР, АИРМ, 5А, 5AM ВЭМЗ в ценах 1999 г. (а) и 2002 г. (б)

Schneider

11 15 22 30 37 4555 75 90 1 18,5 a)

0 160 250 132 200 315 $/кВт 225 200 175 150 125 100 75 50 25 0

11 15 22 30 37 4555 75 90 1 18,5 6)

I 1998 г. п 11 /\ т< )ИО л —

Р2, кВт —1—1—1—

0 160 250 132 200 315

J3MRON HITACHI

11 15 22 30 37 4555 75 90 1 18,5 в)

0 160 250 132 200 315

Веспер (2001)

11 15 22 30 37 4555 75 90 1 18,5 г)

0 160 250 132 200 315 оо

Рис. 7. Относительная стоимость частотно-регулируемых преобразователей по ценам (а) - 1997 г., (б) - 1998 г., (в) - 1999 г., (г) - 2001 и 2002 г.

Универсальные привода для подъемно-транспортных и центробежных механизмов по системе тиристорный НПЧ-АД выпускаются отечественной и зарубежной промышленностью, хотя и не в таких объемах как транзисторные АИН. Из отечественных производителей можно назвать ЗАО «Эрасиб», выпускающие привода НПЧ с нулевыми и мостовыми схемами соединения тиристоров мощностью до 132 кВт /101/, также ООО «Элпри», ОАО «ВНИИР» (г. Чебоксары) - электропривод ЭТА1-03 мощностью до 500 кВт /25/. Из зарубежных производителей выпуск тиристорных НПЧ осуществляет SIEMENS AG -преобразователи Simovert D /25/.

Из сказанного выше можно сделать следующий вывод. В настоящее время идет интенсивное внедрение частотно-регулируемого электропривода. Накопленный опыт эксплуатации и развитие полупроводниковой техники позволяет фирмам-производителям интенсивно снижать цену на преобразователи. Однако в силу сложности работы и условий эксплуатации экскаваторных электроприводов, замена морально-устаревшей (но пока конкурентно-способной) системы Г-Д на систему ПЧ-АД не ведется так широко, как в других отраслях. Отчасти этому способствует и политика фирм производителей, предлагающая для модернизации экскаваторов «обкатанные» на других механизмах решения в виде систем АИН-АД, кстати не всегда рациональных. В то же время сейчас активно ведутся разработки как в России, так и за рубежом по созданию экскаваторных частотно-регулируемых приводов, работающих в повторно-кратковременном режиме, с резко-переменной нагрузкой вплоть до стопорения и с наличием тормозных режимов в цикле.

Целью данной работы является разработка и исследование электроприводов по системе НПЧ-АД для основных механизмов карьерных экскаваторов, которые бы удовлетворяли всем достаточно жестким требованиям, и, одновременно, имели низкую стоимость.

5.5. Выводы по главе

1) разработан способ микроконтроллерного управления тиристорным преобразователем постоянного и переменного тока. Данный способ не содержит сложных математических вычислений (умножения и деления) и может быть реализован на 8-ми разрядных микроконтроллерах низкого и среднего быстродействия. Экспериментально доказана работоспособность способа управления.

Глава 6. Применение разработок

6.1. Электропривод длииноходовой глубинной насосной установки

Длинноходовая глубинная насосная установка (ДГНУ) предназначена для добычи нефти. Данная установка является совместным проектом Оренбургского государственного университета, АО «Стрела», г. Оренбург и ОАО «Рудоавтома-тика» (ОГУ и АО «Стрела» - разработка механизма, ОАО «Рудоавтоматика» и каф. АЭ ОГУ - разработка шкафа электропривода с использованием исследований, проведенных в данной работе).

Основными отличиями ДГНУ от обыкновенных станков-качалок являются:

- удлиненный ход плунжера (до 200 м);

- увеличенная скорость хода плунжера (до 1 м/с);

- увеличенная производительность (приблизительно в 10 раз).

Это достигается при помощи другого принципа работы. На рисунке 6.1а показана кинематическая схема ДГНУ. Плунжер 5 подвешен на стальной ленте 4, которая в свою очередь намотана на вращающийся барабан 3. В движение плунжер приводится двигателем 1, момент которого передается на барабан через редуктор 2. Разработка скважины происходит путем попеременного движения вверх-вниз плунжера. При его движении вниз открывается внутренний клапан, что позволяет ему перемещаться под действием силы тяжести. Клапан 6 на конце трубы в это время закрыт для удержания столба нефти. При движении вверх внутренний клапан плунжера закрывается, а клапан 6 наоборот, открывается. Таким образом нефть перемещается в выпускную трубу.

Механизм ДГНУ представляет собой одноконцевую лебедку, с характерными ей динамическими и статическими режимами. На рисунке 6.16 показаны области изменения статических нагрузок. Необходимо подчеркнуть, что данный механизм во многом схож смеханизмом подъема экскаватора. Также необходимо и ограничение максимального момента (экскаваторная характеристика) для предотвращения поломки механических частей при «застревании» плунжера.

В процессе работы необходимо периодически реверсировать двигатель с ограничением ускорения, а также изменять скорость вращения для регулирования производительности. На рисунке 6.1 в показана функциональная схема электрооборудования ДГНУ. Питание подается через трансформатор Т от сети 6 кВ по воздушной линии.

380В QF2 T

1дТа

Ia Еа

БИ 0 to 1в Ев БИ О

6 кВ

UZ2

1дтс 1с Ее БИ О

II

UZ3

В) б) а) б) в) г)

Д)

Электропривод построен с использованием моноблочного принципа на базе трех реверсивных преобразователей типа ПТЭМ-2Р (UZ1, UZ2, UZ3). Блок управления А реализует функции структуры ЧТУ управления с обратной связью по ЭДС, которая определяется с помощью датчиков напряжения ДНа, ДНЬ, ДНс и датчиков тока, встроенных в преобразователи. Блок А также реализует технологические функции, а именно, плавный реверс двигателя при срабатывании конечных выключателей КВВ и КВН, включение тормоза двигателя М, обработка ситуации образования «петли» ленты, переход от ручного к автоматическому управлению. Для защиты электрооборудования от коротких замыканий применяются автоматические выключатели QF1 и QF2. Двигатель, установленный на опытном образце ДГНУ взрывозащищенный типа КО 52-8 УЗ, мощностью 50 кВт, напряжением 380/660В, с номинальным током 103 А (соединение в треугольник 380В) и номинальной скоростью 735 об/мин. Схема соединения обмоток АД в приводе ДГНУ -звезда.

Электропривод обеспечивает регулирование выходной частоты в диапазоне ±25 Гц и момента на валу двигателя ±1.5 Мном.

На рисунке 6.2 показаны фотографии ДГНУ и разработанного шкафа электропривода. На рисунке 6.3 показаны осциллограммы работы электропривода. Характерны формы токов, протекаемых через двигатель при небольших выходных частотах (до 10-12 Гц). Из-за большой индуктивности рассеивания двигателя токи практически непрерывны.

Разработанный электропривод выставлялся на международной выставке «НЕФТЬ-ГАЗ 2000», г. Казань и получил диплом за оригинальную разработку в области новых технологий для нефтегазовой промышленности.

6.2. Комплектный электропривод по системе НПЧ-АД

В некоторых не самых ответственных электроприводах (например, вентиляторных) возможно использование единой системы управления всеми тиристорами в НПЧ. Отказ в этом случае от моноблочного принципа построения позволяет с одной стороны снизить количество элементов (главным образом за счет уменьшения общего числа питающих трансформаторов и блоков питания с 4-х в моноблочном исполнении до 1-го), с другой - реализовывать такие функции специального управления вентилями, как ступенчатое формирование частоты вращения, в том числе и синхронизация с сетью при работе с выходной частотой 50 Гц. Разработанный способ прямого цифрового управления всеми тиристорами с помощью одного микроконтроллера позволяет также значительно упростить (и снизить стоимость) блока управления электроприводом НПЧ-АД.

Конечно же такое исполнение не позволяет оперативно (за 10-15 минут) восстанавливать работоспособность электропривода, как в случае применения отдельных моноблоков. К тому же нерациональное исполнение блока управления может значительно затруднить решение этой задачи. Так например, кассетное исполнение блока управления с наличием подстроечных элементов практически в каждой кассете требует комплексной переналадки привода при замене вышедшей из строя платы /108/.

При проектировании (совместно с ведущими инженерами ОАО «Рудоавто-матика») комплектного электропривода по системе НПЧ-АД были разработаны следующие технические решения:

1) блок управления состоит из нескольких кассет с платами, выполняющими различные конечные функции (платы СИФУ и логики, плата задающего генератора, плата регуляторов, плата технологического контроллера, плата питания, плата датчиков наличия тока). Причем ни одна из них не содержит элементов настройки. Изменение всех необходимых параметров электропривода осуществляется на специальной плате настройки, не содержащая активных элементов;

2) для упрощения гальванического разделения силовой части (управляющие электроды тиристоров) от системы электропривода предложен способ «анодного управления», при котором импульс отпирания формируется из напряжения на аноде соответствующего вентиля (посредством оптотиристора).

На рисунке 6.4 представлена функциональная схема разработанного комплектного электропривода. Обратная связь по ЭДС формируется посредством трех датчиков напряжения ДНА, ДНв, ДНс и двух датчиков тока ДТА и ДТС. Возможно также подключение внешнего датчика скорости (тахогенератора или специально разработанного импульсного). Для защиты тиристоров по току применяются токоограничивающий реактор и автоматический выключатель. АД подключается к трехфазному выходу AI, В1 и С1.

Фотография шкафа комплектного электропривода показана на рисунке 6.5.

Электропривод обеспечивает четырехквадрантное регулирование скорости вращения асинхронных двигателей, мощностью до 90 кВт. Диапазон изменения частоты вращения 0-25 Гц - основной (для приводов подъемно-транспортных механизмов) и 0-40 - расширенный (для вентиляторов), с возможностью синхронизации с сеть в режиме тиристорного регулятора напряжения.

Al В1 А В С CI

Рис. 6.4. Функциональная схема комплектного электропривода

Шкаф электропривода успешно прошел заводские испытания на однокон-цевой лебедке (тали) мощностью 5 кВт и вентиляторе мощностью 45 кВт.

Все экспериментальные исследования в данной работе выполнены с использованием опытного образца разработанного шкафа электропривода.

6.3. Модульный тиристорный преобразователь с микропроцессорным управлением

Разработка преобразователя и программного обеспечения осуществлялась на основе 8-ми разрядного FLASH микроконтроллера типа PIC16F873 с тактовой частотой 20 МГц /100/. На рисунке 6.6 показана функциональная схема. Импульсы управления на тиристоры подаются посредством ячейки потенциальной развязки ЯПР. Дешифратор определяет номер включаемого на данный момент вентиля в зависимости от кода управления, формируемым микроконтроллером.

Преобразователь способен обрабатывать до 7-ми входных аналоговых сигналов, переключаемых посредством коммутатора К. По каждому каналу возможно выставлять собственный коэффициент усиления (от 0.1 до 12.7) (сигналы проходят через усилитель с регулируемым коэффициентом усиления РУ). Программное обеспечение разработано таким образом, что переключение с канала на канал и установка необходимого усиления производится по прерываниям специального таймера, а не из основной программы.

Блок питания БП формирует необходимые уровни напряжений, а также тактовые импульсы синхронизации по фазе А (точнее по линейному напряжению АВ) для работы подпрограммы синхронизации СИФУ.

Изменение параметров структуры производится через специальный порт ввода-вывода с форматом передачи данных типа RS-232, причем настройка может быть осуществлена как с помощью персональному компьютеру, так и с помощью пульта управления. Программное обеспечение в обоих случаях также было специально разработано. Конструкция усилителя-формирователя сигналов RS-232 (У-Ф) позволяет объединять до 15-ти преобразователей последовательно в цифровую сеть с возможностью доступа к параметрам любого устройства.

Изменяемые параметры структуры хранятся внутри микроконтроллера в перепрограммируемом ПЗУ (FLASH ПЗУ). Частота обработки аналоговых сигналов (частота выполняемого цикла основной программы) - 1200 Гц.

Фотографии тиристорного преобразователя с микропроцессорным управле

РУ К 1

7Г

-380В БП

15В -15В

5 В

CL о с

АЛЛ

Таймер

Z3TZ

МП

Ь ^ ^

ОЗУ ПЗУ ППЗУ о нч е о. о с о й ь

CL о с с. о сх 3 и c=t е ■ С

Os

ABC

ООО

-> N о

VVV ЫП\

N m (N i

Рис. 6,6. Функциональная схема тиристорного преобразователя с микропроцессорным управлением

Рис. 6.7. Фотографии тиристорного преобразователя с микропроцессорным управлением нием показаны на рисунке 6.7,

Промышленный образец успешно прошел климатические испытания (от-40°С до +60(,С). В лабораторных условиях испытывался в таких приводах как ТВ-Г-Д, ТП-Д, НПЧ-АД (ДГНУ). В настоящее время преобразователь проходит промышленные испытания (более 4-х месяцев) на карьерном экскаваторе ЭКГ-8И {Михайловский ГОК) в приводах основных механизмов по системе ТВ-Г-Д.

Заключение

В диссертационной работе изложены научно обоснованные технические разработки, обеспечивающие решение актуальности задачи. Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработаны математические модели ЭП по системе НПЧ-АД со схемой Завалишина и кольцевой.

2. Проведены исследования моделей в различных режимах работы экскаваторного ЭП. На их выработаны практические рекомендации по выбору основных силовых элементов в ЭП по системе НПЧ-АД. Для экскаваторных ЭП-в рекомендуется использовать кольцевую силовую схему вследствие лучшего Кнск (0.940.92 при регулировании 0.35 Гц против 0.85-0.77 в схеме Завалишина) и меньшей (в 1.5 раза) загрузки тиристоров.

3. Одновременная коммутация тиристоров в выпрямительной и инверторной группах в схеме Завалишина увеличивает угол коммутации инверторной до 2-х раз, что учтено в методике выбора индуктивности токоограничивающего реактора. В кольцевой схеме одновременная работа ТП приводит к их взаимной коммутации, что уменьшает загрузку вентилей. Для кольцевой схемы предложен способ и устройство, исключающее короткое замыкание по кольцу тиристоров.

4. Системы ЭП с ОС по вычисленной ЭДС имеют диапазон регулирования выходной частоты 0-40 Гц (ЧТУ) и 0-47 Гц ("U/f=const"). Подавление низкочастотных колебаний из-за субгармонических составляющих тока в системе "U/f=const" возможно путем добавления отрицательного скольжения. Системы с ОС по скорости имеют Dp=0-47 Гц и очень «критичны» к изменениям коэффициентов структурной схемы. Системы с ОС по вычисленному потоку имеют жесткие характеристики с наибольшей перегрузочной способностью в генераторном режиме при Dp=0-45 Гц. Для формирования экскаваторных характеристик в системе "U/f=const" необходимо применять зависимый от регулятора задатчик интенсивности. Разработаны методики отладки систем ЧТУ и "U/f-const" при различных ОС.

5. Исследования показали, что для расширения диапазона нагрузок в верхнем диапазоне регулирования частоты (выше 25 Гц) необходимо завышение напряжения более чем на 39%.

6. Оценка энергетических характеристик действующей системы Г-Д и системы НПЧ-АД в ЭП подъема экскаватора ЭКГ-8 показало что частотно-регулируемые ЭП позволяют получить экономию электроэнергии от 30 МВт*ч схема Завалишина) до 100 МВт*ч в год (кольцевая схема).

7. Разработаны способ и структура прямого цифрового управления реверсивным ТП постоянного тока и НПЧ для экскаваторного частотно-регулируемого ЭП. Способ управления позволяет получить максимальное возможное (для трех-пульсных ТП) быстродействие, не содержит функций умножения и может быть реализован на 8-ми разрядных микроконтроллерах.

8. Разработан промышленный образец ЭП по системе НПЧ-АД с использованием модульного принципа для ДГНУ мощностью 50 кВт и шкафа комплектного электропривода НПЧ-АД мощностью 90 кВт.

9. Разработано типоисполнение и программное обеспечение промышленного образца модульного ТП с микропроцессорным управлением для экскаваторного ЭП.

1. Ключев В.И. Теория электропривода: учеб. для вузов. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1998. - 704 с. ил.

2. Микитчеико А.Я. Разработка и исследование частотно-управляемого асинхронного электропривода по системе НПЧ-АД для машин предприятий горнодобывающей промышленности. Дисс. докт. техн. наук. М.: МЭИ, 1999. - 274 с.

3. Ключев В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. -М.: Энергия, 1980. 360 с ил.

4. Джюджи JL, Пелли Б. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 400 с.

5. Фираго Б.И. Непосредственные преобразователи частоты в электроприводе. Мн.: Университетское, 1990.

6. Бернштейн А.Я., Гусяцкий Ю.М., Кудрявцев А.В., Сарбатов Р.С. Тири-сторные преобразователи частоты в электроприводе. -М.: Энергия, 1980. 326с.

7. Бернштейн И.Я. Тиристорные преобразователи частоты без звена постоянного тока. М.: Энергия, 1968. - 88 с.

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

9. Сандлер А.С., Сарбатов Р.С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974. - 328с.

10. Булгаков А.А. Новая теория управляемых выпрямителей. Наука М.: Высшая школа, 1973. - 752 с. с ил.

11. З.Соколов М.М. Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов. М.: Энергия, 1980. - 360 с. ил.

12. Уайт Д., Вудсон Г. Электромеханическое преобразование энергии. М,-Л.: Энергия, 1964.-572 с.

13. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. М: Энергия, 1979. - 616 с.

14. Костенко М.П., Пиотровский Л.И. Электрические машины, Л., ч. I и II,1: Учебник для вузов. М.: Высш. школа 1979. - 288 с, ил.

15. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1982.-392 е., ил.

16. Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными двигателями. М.: Наука, 1966.-300 с.

17. Ключев В.И. Ограничение динамических нагрузок электроприводов. -М.: Энергия, 1971.-302 с.21 .Фираго Б.И., Готовский B.C., Лисс З.А. Тиристорные циклоконверторы. -Минск: Наука и техника, 1973. 296 с.

18. Теличко Л.Я., Присмотров Н.И., Микитченко А.Я. Анализ демпфирующей способности электропривода при периодических возмущениях. Труды ФПИ, вып.93, 1976г.

19. Петров И.И, Мейстель A.M. Специальные режимы работы асинхронного электропривода. М.: «Энергия», 1968. - 264 с. ил.

20. Быков Ю.М. Непосредственные преобразователи частоты с автономным источником энергии. М.: «Энергия», 1977. - 144 с. ил.

21. Сарваров А.С. Энергосберегающий электропривод вентиляторных механизмов по системе НПЧ-АД с программным формированием напряжения. Диссертация на соискание д.т.н., Магнитогорск, 2002.

22. Усманов A.M. Разработка и исследование тиристорного электропривода основных механизмов экскаваторов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. М.: МЭИ, 1977.

23. Кадыров И.Ш. Разработка и исследования асинхронного электропривода с частотным управлением. Дисс. канд. техн. наук М.: МЭИ, 1983г. 170с.

24. Гаврилов М.П. Разработка цифровой модели и методики проектирования экскаваторного электропривода по системе НПЧ-АД. Дисс. к.т.н., -М.: МЭИ, 1984, 225с. с ил. и прил.

25. Моххамед Сайд Акиль Разработка электропривода скоростного лифта по системе преобразователь частоты с непосредственной связью асинхронный двигатель. Дисс. канд. техн. наук. - М.: МЭИ, 1984г, - 149с.

26. Полянинов Г.А. Разработка рекомендаций по выбору рациональных схем НПЧ для главных электроприводов одноковшовых экскаваторов. 05.09.03. Дисс. к.т.н. М.: МЭИ, 1988. - 236с. с ил. и прил.

27. Баранов Ю.М. Разработка устройств и методов линеаризации нагрузок механической части экскаваторных электроприводов по системе НПЧ-АД. 05.09.03. Дисс. к. т. н. М.: МЭИ, 1989. - 244 с ил. и прил.

28. Попов В.А. Разработка и исследование устройств улучшающих энергетические показатели регулируемого экскаваторного электропривода переменноготока. 05.09.03. Дисс. к.т.н. М.: МЭИ, 1990. - 240 с. с ил. и прил.

29. Микитченко А.Я., Конькеев Н.М., Кондратьев Н.К. Преобразователь частоты с непосредственной связью. АС №11987701. Бюл. №46. Опубл. 15.12.85.

30. Микитченко А.Я. Асинхронный электропривод повышенной надежности с кольцевым преобразователем частоты. Сб. научн. трудов МЭИ. вып. 213. -Методы и средства повышения технического уровня электроприводов. - Москва, 1989.-с. 159- 166.

31. Ключев В.И., Калашников Ю.Т., Микитченко А.Я. Проблемы экскаваторного электропривода и рациональные пути их решения «Автоматизированный электропривод. Материалы IX Всесоюзной научно-технической конференции. -М., 1986.-с. 281-287.

32. Ключев В.И., Микитченко А.Я., Каныгин В.И. Разработка и исследование системы НПЧ-АД для тяжелых условий эксплуатации // Вестник трудов МЭИ «Электропривод и системы управления». Выпуск 657. -М.: МЭИ, 1997. с. 5-16.

33. Ключев В.И., Вуль Ю.А., Усманов A.M. Разработка и исследование тири-сторного электропривода поворота экскаватора. Труды МЭИ. Автоматизированный электропривод промышленных установок, вып. 223,1975, с. 146-154.

34. Кудрявцев А.В. Ладыгин Л.Н. Современные преобразователи частоты в электроприводе. Сборник «Преобразователи частоты в современном электроприводе». М.: МЭИ, 1988, - 72с.

35. Костенко М.П., Завалишин Д.А. Состояние и задачи развития электроприводов с частотным электромашинным и электронно-ионным управлением. Научно-технические проблемы автоматизированного электропривода. М.: АН СССР, 1957,-с. 82-98.

36. Микитченко А.Я. Разработка силовых схем частотных преобразователей для электроприводов ГАП. Труды ФПИ «Гибкие производства пром. роботы и системы управления». Фрунзе, 1990 г.

37. Бродовский В.Н., Иванов Е.С. Приводы с частотно-токовым управлением. М.: Энергия, 1974. - 169 с.

38. Траубе Е.С., Багдасарян С.С., Бежок В.Р., Косолапов A.JI. Система комбинированного частотно-параметрического регулирования с короткозамкнутыми асинхронными двигателями. Электротехника №7, 1986 г. - с.7-9.

39. Соколовский Г.Г. Теория и системы электропривода (электропривод переменного тока). Учебное пособие. СПб.: ТЭТУ (ЛЭТИ), 1999. - 80 с.

40. Барский В.А. Раздельное управление реверсивными тиристорными преобразователями. М.: «Энергия», 1973. - 112 с. ил.

41. Аптер Э.М., Жемеров Г.Г., Левитан И.И., Элькин А.Г. Мощные управляемые выпрямители для электроприводов постоянного тока. М.: Энергия. 1975. -208 с. ил.

42. Резинский С.Р., Мошкович Б.И., Евзеров И.Х., Венделанд В.М. Силовые полупроводниковые преобразователи в металлургии.-М.:Металлургия, 1976.184 с.

43. Донской Н.В., Иванов А.Г., Никитин В.М., Поздеев А.Д. Динамика вентильного электропривода постоянного тока. Под ред. Поздеева А.Д. М.: Энергия. 1975.-244 с. ил.

44. Файнштейн В.Г., Файнштейн Э.Г. Микропроцессорные системы управления тиристорными электроприводами. Под ред. О.В. Слежановского. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 240 с. ил.

45. Кулесский Р.А., Шубенко В.А. Электропривод постоянного тока с цифровым управлением. М.: Энергия, 1973. - 208 с. ил.

46. Добрусин Л.А., Павлович А.Г., Выбор средств компенсации для сетей с тиристорными преобразователями. Электротехническая промышленность. Серия «Преобразовательная техника», вып. 9 /56/, 1974. с. 25-27.

47. Маевский О.А. Определение энергетических соотношений и составляющих полной мощности в вентильных преобразовательных установках. Электричество. 1965. №3, с.7-14.

48. Копысов Н.А., Шарин Е.Б., Питкин А.Н., Реунов А.Н. Модернизация системы управления электроприводами карьерного экскаватора ЭКГ-5А производства ОАО «Уралмаш». Горный журнал, 2001, №12, - с. 53-55.

49. Ключев В.И., Микитченко А.Я., Сафошин В.В. Модульные тиристорные преобразователи для тяжелых условий эксплуатации. Приводная техника №3, 1997. - с.33-34.

50. Миронов Л.М. Разработка и исследование серии модульных тиристорных экскаваторных преобразователей постоянного тока. Доклады научно-технического семинара «Электропривод постоянного тока. Состояние и тенденции». М.: Издательство МЭИ, 2002. - 72 с.

51. Парфенов Б.М. О применении на экскаваторах и буровых станках электроприводов постоянного тока. Доклады научно-технического семинара «Электропривод постоянного тока. Состояние и тенденции». М.: Издательство МЭИ, 2002.-72 с.

52. Гачковский С.Г., Греков Э.Л., Фатеев В.Б., Фатеев К.В. Высшие гармоники в частотно-регулируемом электроприводе. Материалы региональной научно-практической конференции «Современные технологии в энергетике, электронике и информатике». Оренбург, 1999.

53. Греков Э.Л. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ НПЧ-АД. Доклад на Всероссийской научно-технической конференции «Электропотребление, энергосбережение, электрооборудование». Оренбург, 2001

54. Греков Э.Л. Исследование возможности увеличения верхней границы частоты в системе НПЧ-АД. Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 6 /Под ред. А.С. Сарварова., К.Э. Одинцова. Магнитогорск: МГТУ, 2001.

55. Греков Э.Л. Моделирование системы НПЧ-АД. Межвузовский сб. науч.тр. Вып. 6 /Под ред. А.С. Сарварова., К.Э. Одинцова. Магнитогорск: МГТУ, 2001.

56. Гачковский С.Г. Греков Э.Л. Фатеев В.Б. Анализ и моделирование частотно-регулируемого электропривода. Тезисы докладов международной электронной научно-технической конференции «Перспективны технологии автоматизации». Вологда, 1999.

57. Микитченко А.Я. Греков Э.Л. Анализ структур управления электроприводом, выполненным по системе непосредственный преобразователь частоты-асинхронный двигатель (НПЧ-АД). Вестник ОГУ. Вып. 2. Оренбург, 2001.

58. Ярцев Г.М., Желобанов П.В., Камышев Б.С., Старенький В.А. Экскаваторы ЭКГ-4.6А и ЭКГ-4.6Б. Конструкция и эксплуатация. М.: Машиностроение, 1970.-344 с.

59. Экскаваторы ЭКГ-8И, ЭКГ-б.ЗУс, ЭКГ-4У. Инструкция по наладке и эксплуатации электроприводов 3519.99.00.000 ИЭ.

60. Электрическая карьерная лопата Р&Н модель 2800 с тиристорным преобразователями фирмы ASEA для питания якорных цепей и управления двигателями.-Журнал ASEA, 1971, №3,-с. 51-55.

61. Сатовский Б.И., Ярцев Г.М., Полещук П.И., Цветков В.Н., Ясенев Д.А. Современные карьерные экскаваторы. Изд. 2. М.: «Недра», 1971. - 480 с.

62. Портной Т.З., Парфенов Б.М., Коган А.И. Современное состояние и направления развития электротехнических комплексов одноковшовых экскаваторов, под общ ред. Абрамова Б.И. Москва, 2002. - 114 с.

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

64. Справочник по электрическим машинам: в 2 т. Т.1 под редакцией Копы-лова И.П., Клокова Б.К. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 454 е., ил.

65. Справочник по электрическим машинам: в 2 т. Т.2 под редакцией Копы-лова И.П., Клокова Б.К. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 688 е., ил.

66. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. Изд. 6-е, исправленное. М., «Энергия», 1977.

67. Справочник по проектированию электропривода, силовых и осветительных установок. Под ред. Болыпам Я.М., Крупович В.И., Самовер M.JI. Издание второе дополнительное и переработанное. М.: Энергия, 1975. - 727 с. ил.

68. Преобразователь тиристорный экскаваторный моноблочный ПТЭМ-1Р. Техническое описание и инструкция по эксплуатации и ремонту. ПТЭМ-1Р.ОО.ОО.ОО.ТО. М.: МЭИ, 1988. - 40 с. ил.

69. Преобразователь тиристорный экскаваторный моноблочный ПТЭМ-2Р. Техническое описание и инструкция по эксплуатации и ремонту. ПТЭМ-2Р.ОО.ОО.ОО.ТО. М.: МЭИ, 1999. - 32 с. ил.

70. Наладка схем управления и электрооборудования экскаватора ЭКГ-ЮР. Технический отчет. ОАО «Михайловский ГОК», ЦЛАЭМ, лаборатория электропривода 38 с.

71. Гусак А.А Справочник по высшей математике. -3-е изд., стереотипное. -Мн.: ТетраСистемс, 2001. 640 с.91 .Прайс-лист на электродвигатели Владимирского Электромоторного Завода. от 15.03.02.

72. Прайс-лист на низковольтные (380 и 660В) преобразователи частоты и устройства мягкого пуска производства Корпорации Триол. 2002 г.

73. Материалы семинара-совещания (табл. стоимости и удельной стоимости преобразователей частоты зарубежных фирм) фирмы ABB. Январь. 1997.

74. Прайс-лист на продукцию ЗАО «Динамо-Плюс» на 05.2001 г.

75. Нормы качества электрической энергии у ее приемников, присоединенных к электрическим сетям общего назначения. Государственный стандарт ГОСТ 13109-67, Группа Е02, Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при совете Министров СССР.

76. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. 2е изд. перераб. и доп. - Л.:Энергоатомиздат. Ленинград отдел, 1988. - 340 с ил.

77. Интегральные схемы: операционные усилители. Том 1. М.: Физматлит, 1993.-240 с.

78. Новиков Ю.В., Калашников О.А., Гуляев С.Э. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. Под общей ред. Ю.В. Новикова. Практ. пособие М.: ЭКОМ., 2000 - 224 с. ил.

79. Тавернье К. PIC-микроконтроллеры. Практика применения: Пер. с фр.

80. М.: ДМК Пресс, 2002. 272 с. ил.100. 28/40-pin 8-bit CMOS FLASH Microcontrollers. DS30292A. Microchip Technology Inc. 1998.

81. Лихачев В.Л. Электродвигатели асинхронные. M.: СОЛОН-Р, 2002. - 304 с.

82. Дьяконов В.П. Справочник по MathCAD PLUS 6/0 PRO-V/-«СКПрес», 1977. 366 с. ил.

83. Уваров А. Конструирование печатных плат. Учебный курс. СПб.: Питер, 2001.-320 е., ил.

84. Шульгин. Э.В. Цифровой привод постоянного тока MENTOR II и его применение в промышленности. Доклады научно-технического семинара «Электропривод постоянного тока. Состояние и тенденции». М.: Издательство МЭИ, 2002.-72 с.

85. Сапельников А.С. Разработка и исследование экскаваторного преобразователя на транзисторах IGBT. Диссертация, к.т.н. М.: МЭИ, 2001. - 167с.

86. Сравнительная стоимость комплектного ЭП переменного тока для карьерных экскаваторов ЭКГ. Рекламный проспект ОАО «Электропривод», 2001.

87. Привод РЭПСКН. Руководство по эксплуатации. Челябинск.

88. Греков Э.Л. Программа для визуализации и обработки оцифрованных аналоговых сигналов. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2003610341,7.02.2003.

89. Греков Э.Л. Программа для расчета математической модели тири-сторного непосредственного преобразователя частоты на базе преобразователей с нулевыми схемами выпрямления. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2003610342, 7.02.2003.

90. Греков Э.Л. Программа для расчета математической модели тири-сторного непосредственного преобразователя частоты с эквивалентной шести-пульсной кольцевой силовой схемой. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2003610340, 7.02.2003.