автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка и исследование систем асинхронного и синхронизированного частотного электропривода на базе инвертора тока

На правах рукописи

005047882

Башлыков Александр Михайлович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ АСИНХРОННОГО И СИНХРОНИЗИРОВАННОГО ЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА БАЗЕ

ИНВЕРТОРА ТОКА

Специальность 05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 о янв г 013

Липецк-2012

005047882

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

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Мещеряков Виктор Николаевич

Официальные оппоненты:

Литвиненко Александр Михайлович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», кафедра электропривода, автоматики и управления в технических системах, профессор;

Карантаев Владимир Геннадьевич, канд. техн. наук, технический директор ООО «Центр Комплексной Безопасности «Конфидент 48».

Ведущая организация: ОАО «Черметавтоматика» (г. Москва)

Защита диссертации состоится « 25 » января 2013 года в 1600 на заседании диссертационного совета Д 212.108.01 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Липецкий государственный технический университет» по адресу: 398600, г. Липецк, Московская 30, административный корпус, ауд. 601.

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

Автореферат разослан « /г » декабря 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В. И. Бойчевский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современное промышленное производство требует разработки и внедрения энергосберегающих и энергоэффективных технологий. Эту задачу принято решать внедрением систем регулируемого электропривода, построенного на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (АДКЗ) и с питанием от преобразователя частоты (ПЧ), работающего в режиме автономного инвертора напряжения (АИН). Однако данная система электропривода имеет ряд недостатков, а именно: при любом законе управления в двигателе выделяется энергия скольжения, и ток ротора имеет размагничивающую составляющую, выходное напряжение инвертора имеет импульсный характер с крутыми фронтами нарастания и спада импульса напряжения, что неблагоприятно сказывается на изоляции двигателя и ведет к ее преждевременному старению. Кроме того на механизмах с большими моментами инерции и тяжелыми условиями пуска широкое применение также нашли асинхронные двигатели с фазным ротором (АДФР) с параметрическим управлением по цепи ротора. Параметрическое управление приводит к повышенным потерям энергии, как в режиме пуска, так и при регулировании скорости. Устранение указанных недостатков возможно в электроприводе на базе АДФР, работающего по схеме машины двойного питания (МДП) с раздельным питанием обмоток статора и ротора от силовых преобразователей на базе инвертора тока с использованием классических ПЧ или применением новых схемотехнических решений. Поэтому разработка и исследование систем асинхронного и синхронизированного частотного электропривода на базе инвертора тока является актуальной задачей.

Цель работы - совершенствование систем асинхронного и синхронизированного электропривода с частотно-токовым управлением на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, путем разработки схемных решений и алгоритмов управления.

Идея работы заключается в разработке электропривода на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с питанием обмоток статора и ротора от автономного инвертора тока (АИТ), с использованием принципов скалярных систем регулирования магнитного потока и напряжения двигателя, обеспечивающих высокие энергетические показатели.

Научная новизна: предложены алгоритмы управления синхронизированным электроприводом 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 со-

ставляющих токов статора и ротора за счет использования выведенной зависимости оптимального значения главного потокосцепления от электромагнитного момента и скорости вращения ротора; предложена аппроксимация рабочего участка кривой намагничивания, отличающаяся от известных описанием кривой с помощью одного полинома с разными коэффициентами при его членах на двух участках, что позволило упростить описание при сохранении точности аппроксимации; разработана схема трехфазного АИТ, отличающаяся от известных наличием дополнительных демпфирующих конденсаторов, а также лучшими показателями коэффициентов нелинейных искажений по напряжению и по току; разработана система скалярного частотного управления синхронизированным АДФР, отличающаяся от известных возможностью поддержания оптимального потокосцепления в воздушном зазоре по условию минимума электромагнитных потерь энергии, а также позволяющая производить плавный запуск в синхронном режиме без датчика положения ротора.

Практическая ценность: - разработанный электропривод обладает лучшими энергетическими показателям (КПД увеличен на 5,3%) по сравнению с существующими ЭП на базе каскадных схем с АДФР и на базе АДКЗ, а также удовлетворяет условиям электромагнитной совместимости с действующими АДФР; - разработанная схема АИТ с дополнительными отсекающими диодами позволяет снизить частоту коммутации силовых ключей в 3 - 4 раза и обладает низким коэффициентом нелинейных искажений (по напряжению 3%, по току 0,6%) выходного напряжения и тока по сравнению с АИН.

Методы и объекты исследования. Объектом исследования являлась электромеханическая система на базе АДФР с силовыми преобразователями в цепях статора и ротора. При решении поставленных в диссертационной работе задач использовались положения теории автоматического управления, теории электрических машин, а также методы математического моделирования и экспериментального подтверждения. Численное решение уравнений математических моделей выполнялось на ЭВМ с помощью пакета математических программ МаиаЬ ЗшгиНпк.

Достоверность полученных 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 работы. Полученные результаты внедрены в учебный процесс специальности «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» Липецкого государственного технического универ-

ситета (ЛГТУ) и используются при проведении перспективных разработок в ОАО «Липецкий завод изделий домостроения». Ожидаемый экономический эффект составил 19,4 тыс. рублей на одну установку.

На защиту выносится:

— результаты исследования электромеханической системы на базе АДФР с подключением обмоток статора и ротора к преобразователям частоты по критерию минимума потерь энергии;

-уравнение аппроксимации рабочего участка кривой намагничивания, позволяющее проводить её описание с помощью одного полинома с разными коэффициентами при его членах на двух участках;

— схема АИТ, позволяющая формировать в нагрузке трехфазные синусоидальные токи и напряжения с низким уровнем коэффициентов нелинейных искажений;

-математическая модель разработанной скалярной системы управления АДФР в синхронном режиме, позволяющая производить регулирование скорости в широком диапазоне без использования датчика скорости/положения на валу двигателя;

— схема синхронизации АДФР, позволяющая осуществлять раздельное регулирование модулей токов статора и ротора;

— алгоритм управления током статора, позволяющий производить эффективное гашение электромагнитных колебаний синхронизированного электропривода.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на научно-технической конференции посвященной 35-летию кафедры электропривода (Липецк 2009); на VI Международной (XVII Всероссийская) конференции по автоматизированному электроприводу «АЭП-2010» (Тула 2010); на IV международной научно-практической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии» (Липецк 2010); на VII Международной (VIII Всероссийской) научно-технической конференции по автоматизированному электроприводу «АЭП-2012» (Иваново 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 4 опубликованы в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ, 1 патент на изобретение, 1 патент на полезную модель.

Работа выполнена при поддержке федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России 2009-2013 гг.» (Государственный контракт №16.740.11.0070).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка, включающего 115 наименований и 9 приложений. Общий объем работы - 189 страниц. Основная часть изложена на 151 страницах текста, содержит 50 рисунков, 5 таблиц.

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 и направлений развития частотного электропривода переменного тока, при этом были учтены их свойства, достоинства и недостатки. Исследованы тенденции и перспективные направления в области создания электропривода с жесткими механическими характеристиками. При этом особое внимание уделено сравнению схемных решений и элементной базы наиболее распространенных видов электроприводов переменного тока. Рассмотрены различные типы преобразователей, такие как: непосредственный преобразователь частоты (НГГЧ), автономный инвертор тока (АИТ), автономный инвертор напряжения (АИН).

Выявлено, что одним из определяющих факторов при внедрении новых энергосберегающих систем в действующие электроприводы является выполнение условий электромагнитной совместимости преобразователя и объекта управления - асинхронного двигателя. Поэтому фильтры высших гармоник являются необходимым элементом при создании систем на базе стандартных инверторов напряжения и существенно повышают общие затраты на внедрение энергосберегающих систем. Поставлена задача создания систем, которые могли бы объединить в себе эти свойства и обеспечить высокие энергетические показатели, хорошую управляемость и, по возможности, простоту конструкции. Таким образом, перспективным направлением разработок является создание преобразователя со свойствами АИТ на распространенной элементной базе, применяемой в АИН, а именно на базе IGBT транзисторов.

Выполненный анализ позволил сформировать следующие задачи: — построение математической модели асинхронного двигателя с фазным ротором в системе электропривода с одновременным управлением по статор-ной и роторной цепям;

-исследование системы синхронизированного электропривода и определение оптимальных законов управления по критерию минимума потерь энергии;

- разработка схемы преобразователя со свойствами АИТ, выполненного на базе ЮВТ транзисторов;

- сравнительная оценка коэффициентов нелинейных искажений по напряжению и по току разработанного инвертора с наиболее распространенными в промышленности;

- разработка энергосберегающей скалярной системы управления электроприводом на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с подключением обмоток статора к АИТ и обмоток ротора к звену постоянного тока АИТ, позволяющей осуществлять регулирование скорости в широком диапазоне без датчика на валу двигателя;

- проведение экспериментального подтверждения полученных результатов;

- сравнительная оценка энергетических показателей синхронизированного электропривода и электропривода на базе АДКЗ для агрегата шаровой мельницы.

Во второй главе проведено исследование машины двойного питания, управляемой по статорной и роторной цепям. Для математического описания асинхронного двигателя была использована векторно-ориентированная модель, при этом на этапе выбора ориентирующего вектора подвижной системы координат необходимо заранее определить возможные законы изменения воздействий. Необходимость дифференцирования координат ориентирующего вектора накладывает некоторые ограничения на его выбор. Поэтому при выборе ориентирующего вектора предпочтение было отдано векторам с наиболее "инерционными" координатами, а именно системе координат <1^, жестко связанным с вектором тока ротора. Уравнения двигателя в этом случае имеют вид приведенный в системе (1).

с№ <№

с№

=^ііи+Ьті2(І; хі,2д =Ьгаі,11+Ь:2і2(і;

¥„=1^+1^,; =Ьті1,+ЬаіІч.

В данной системе иы, и1ч и и2(1, и2і) - проекции векторов напряжений статора и ротора на ортогональные оси <і-ч}; ііа, і1(] и і2а, і2ч— проекции векторов токов статора и ротора на ортогональные оси <1^; *-Р1(1 и 1Р2(] -

проекции потокосцеплений статора и ротора на ортогональные оси <1^; г,, г2 — активные сопротивления фазных обмоток статора и ротора; ш - частота вращения ротора двигателя; ЬП1 - взаимная индуктивность, учитывающая магнитную связь одной фазы статора с тремя обмотками ротора и соответственно одной обмотки ротора с тремя обмотками статора; = Ьш + ЬІ6 — индуктивность обмотки статора, учитывающая магнитную связь с двумя другими фазными обмотками статора; Ь2=Ьт+Ь25 - индуктивность обмотки ротора, учитывающая магнитную связь с двумя другими фазными обмотками ротора; Ь15, Ь28 — индуктивности рассеяния фазных обмоток статора и ротора соответственно.

Использование двух управляемых силовых преобразователей в статорной и роторной цепях дает возможность управления, как энергетическими характеристиками, так и показателями качества динамики привода. Таким образом, определение оптимального режима было сведено к минимизации электромагнитных потерь мощности двигателя, которые имеют вид:

ДРЭМ=ДРМ+ДРСТ, (2)

где ДРМ - потери в меди обмоток двигателя; ДР^ — потери в стали двигателя.

Потери в меди и в стали, в свою очередь, равны:

ЛРм=31?г,+3(1^;

^«.^.(кг+кг). (3)

где I,, 12 - действующие значения токов статора и ротора, ко - постоянный коэффициент, характеризующий удельный вес потерь в стали статора и ротора; Р*1,4.

Определение оптимального режима работы было проведено в два этапа. На первом этапе определили оптимальное соотношение между намагничивающими токами статора и ротора при фиксированных величинах момента и пото-косцепления в воздушном зазоре:

На втором этапе определена оптимальная величина потокосцепления в воздушном зазоре при фиксированных величинах момента, синхронной частоты вращения и скольжении с учетом условия (4), по критерию 8(АРэы)/дц1т =0. Нелинейность кривой намагничивания обусловила необходимость аппроксимации функции Ij,=f(4/J, входящей в выражение ДР5М, с разбиением кривой намагничивания на два участка:

ia2QVJ = а, • 4V + b, -¥m2 + с, при Wm £ 1;

V О?.) = a2 • * J + b2 • + c2 при > 1, (5)

где коэффициенты при членах полинома были рассчитаны с помощь программы SciDAVis 0.2.4 и Advanced Grapher 2.08: а, = 0,506; Ь, = 0,467; с, = 0,01; а2 = 1,5; Ь2 = — 2,13; с2 = 1,61. Среднеквадратичное отклонение такой аппроксимации составило не более 0,006. Таким образом, получено оптимальное значение главного потокосцепления Ч^ одним выражением на разных участках кривой намагничивания:

f>aj

= J-[Bb- + СI®. Г (1 + И")] + + cKfJ Cl + |s|,J)J + Aa.DM1 1 ÄT —. (6)

где М - электромагнитный момент; А, В, С, D, Е - константы, зависящие от параметров двигателя; ад и Ьд - коэффициенты полинома на соответствующих

участках кривой намагничивания.

На рисунке 1 изображены графики Ч^ oirt в зависимости от электромагнитного момента при разных скоростях вращения ротора ю.

В третьей главе разработана и исследована схема автономного инвертора тока, выполненного на базе IGBT транзисторов. Поскольку силовые IGBT транзисторы выпускаются в сборке с обратным диодом, то при построении инвертора тока необходимо включать дополнительные отсекающие диоды для придания ключу свойств односторонней проводимости. Однако при моделировании работы этого преобразователя был выявлен существенный недостаток: в форме кривой выходного тока инвертора присутствуют участки с повалами (рисунок 2). Подробный анализ этого эффекта показал, что причина кроется в увеличении потребления реактивного тока конденсаторной батареей при росте

частоты коммутаций ключей в какой либо из фаз. Выполненные исследования показали, что для улучшения работы инвертора в силовую схему целесообразно ввести дополнительные демпфирующие конденсаторы, подключаемые к точкам соединения ЮВТ - транзисторов и отсекающих диодов. Рисунок 3 поясняет характер распределения токов в фазах инвертора.

Рисунок 1 - Зависимости ¥т<яг = Ґ(М) для двигателя типа МТМ111-6 в синхронном режиме при разных скоростях вращения ротора со

Рисунок 2 - Форма выходного тока АИТ с участками провалов при повышении частоты коммутаций одной из фаз инвертора

Рисунок 3 - Распределение токов в фазах инвертора АИТ при повышении частоты коммутаций одной из фаз

Исследование качества выходных токов и напряжений, а также режимов работы разработанного преобразователя проводилось при работе АД ФР в асинхронном режиме с закороченным ротором. Для этого был разработан блок управления, реализующий режим асинхронного пуска с поддержанием оптимальной величины Аш*от . Управление инвертором производится путем формирования управляющих сигналов релейным регулятором тока, на вход которого поступает задание на ток в виде:

¡;a=|i; | • sin(mj • t); ¡;b=¡i; |. sin(co; • t- гф¡;c=|i;|. Sin(a); • t+гф). (7)

Было проведено математическое моделирование работы разработанного ИТ и анализ нелинейных искажений. Как видно из таблицы 1, суммарные нелинейные искажения напряжения для инвертора напряжения (АНН) почти на порядок превышают тот же показатель для стандартного инвертора тока (АИТ1). Этот показатель для разработанного инвертора (АИТ2) не превышает 5% в номинальном режиме работы.

Исследование гармонического состава токов и напряжений сравниваемых инверторов производилось для режима с загрузкой привода на 50%. Полученные результаты сравнительных характеристик гармонического состава напряжений и токов сведены в таблицу 2, по которым видно, что наилучший гармонический состав имеет разработанный в диссертации инвертор тока (АИТ2).

Таблица 1 - Зависимости коэффициентов нелинейных искажений Т1ШЬГ и ТНЕ>1 от загрузки электропривода

ц 50Гц

АИН АИТ1 АИТ2

ТНО и, % ТОО I, % ТНБ и, % ТНО I, % тно и, % ТНО I, %

1,0 64 0,66 11,0 8,5 3,0 0,6

0,8 67 0,74 11,0 8,0 3,5 0,9

0,6 85 0,76 12,0 9,5 4,5 1,4

0,4 118 0,96 12,0 8,5 5,0 1,7

0,2 135 1,15 12,5 10,5 5,2 2,0

0,0 130 1,20 12,5 11,0 4,5 1,4

Таблица 2 - Зависимости коэффициентов нелинейных искажений ТНБи и ТНШ от загрузки электропривода

№ гармоники 50Гц

АИН АИТ1 АИТ2

и, В 1,А и, В I, А и, В 1,А

0 53,52 0,004 1,00 0,016 1,49 0,024

1 239,01 5,796 250,20 5,566 262,67 5,766

2 66,20 0,017 2,89 0,023 5,25 0,034

3 61,09 0,010 2,58 0,128 1,97 0,024

4 76,76 0,011 0,91 0,010 2,71 0,035

5 84,95 0,022 2,00 0,040 3,73 0,007

6 62,89 0,007 1,44 0,004 2,38 0,020

7 49,90 0,013 2,98 0,056 1,76 0,020

8 76,76 0,004 1,31 0,073 1,97 0,014

9 82,02 0,016 5,49 0,124 2,00 0,005

10 37,99 0,005 4,97 0,083 1,05 0,016

11 42,27 0,007 5,86 0,154 1,10 0,007

12 51,42 0,007 8,29 0,077 0,55 0,011

13 39,17 0,010 3,70 0,077 0,94 0,026

14 53,89 0,009 3,48 0,086 0,93 0,004

15 35,86 0,021 1,36 0,053 3,07 0,007

16 51,47 0,010 5,12 0,086 0,76 0,008

17 26,09 0,012 10,93 0,124 2,98 0,025

18 94,24 0,004 4,60 0,027 1,56 0,022

19 1 44,16 0,007 14,78 0,176 0,91 0,017

В четвертой главе была разработана система синхронизированного электропривода, позволяющая производить плавный запуск и работу на заданной скорости в синхронном режиме (рисунок 4). При осуществлении синтеза системы управления была определена структура основного контура регулирования, в которой внутренний быстродействующий контур тока, состоящий из инвертора тока и самой машины переменного тока, охвачен внешним контуром регулирования напряжения (рисунок 5). Задание на напряжение рассчитывается исходя из текущего задания на скорость и магнитный поток. Поскольку рассчитанный регулятор напряжения имеет статическую ошибку, то для компенсации этой ошибки, а так же для компенсации принятых допущений при расчете упрощенного регулятора напряжения были введены коррекции задания на напряжение.

Для гашения самопроизвольных «качаний» ротора в систему управления был добавлен адаптивный контур стабилизации угла нагрузки 9, который для гашения свободных колебаний электропривода формирует управляющее воздействие на мгновенное положение вектора тока ф0 в фазе с колебаниями системы.

Было проведено моделирование динамического процесса пуска в синхронном режиме, которое подтвердило правильность рассчитанных регуляторов, а также устойчивость системы в статическом режиме. Для синхронного и асинхронного режимов, как при пуске, так и в статике, были получены характеристики зависимостей КПД от загрузки привода (рисунок 6а, б).

Для экспериментального подтверждения результатов, полученных посредством компьютерного моделирования, была разработана опытная установка. Результатами эксперимента являются зависимости потерь в меди в функции момента на валу и в функции тока ротора. Полученные зависимости подтвердили, что синхронный режим имеет преимущества перед асинхронным - при том же моменте нагрузки в синхронном режиме имеют место меньшие потери. Указанные зависимости подтвердили результаты компьютерного моделирования.

0.8 0.6 0.4 0.2

КПД

0.25 0.5

0.75

М, о.е.

Синхронный режим Асинхронный режим

а)

кпд

4 -»

М, о.е.

0.25 0.5 0.75 1

Синхронный режим Асинхронный режим

б)

Рисунок 6 - Сравнение КПД в асинхронном и синхронном режимах работы: а - при пуске; б - в статике

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследований, проведённых при выполнении данной работы, решена актуальная задача: разработана и исследована система асинхронного и синхронизированного частотного электропривода на базе инвертора тока,

удовлетворяющая условиям электромагнитной совместимости с действующими на производстве асинхронными машинами и обеспечивающая высокие энергетические показатели за счет реализации схемных решений и алгоритмов управления.

Материалы диссертации позволяют сформулировать следующие выводы и практические рекомендации:

1. Построена математическая модель асинхронного двигателя с фазным ротором в системе электропривода с одновременным управлением по статор-ной и роторной цепям;

2. Исследована система синхронизированного электропривода по критерию минимума потерь энергии и обосновано оптимальное распределение намагничивающих составляющих токов, позволяющее снизить потери в меди по сравнению с асинхронным режимом (на 20,7% для двигателя МТМ 111-6), также получена зависимость оптимального значения потокосцепления от текущей частоты вращения и момента нагрузки на валу двигателя;

3. Разработана схема преобразователя со свойствами АИТ, выполненного на базе ЮВТ транзисторов и дополнительных отсекающих диодов, при этом обеспечено снижение частоты коммутации силовых ключей в инверторе тока в 3-4 раза по сравнению с инвертором напряжения;

4. Проведена сравнительная оценка коэффициентов нелинейных искажений, которая показала, что коэффициент нелинейных искажений по напряжению разработанного инвертора ТНЕ)_и в номинальном режиме составляет 3% (АИН - 64%, АИТ - 11%) и коэффициентов нелинейных искажений по току ТНОІ составляет 0,6% (АИН - 0,66%, АИТ - 8,5%);

5. Разработана энергосберегающая скалярная система управления электроприводом на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с подключением обмоток статора к АИТ и обмоток ротора к звену постоянного тока АИТ, позволяющая осуществлять регулирование скорости в широком диапазоне без датчика на валу двигателя;

6. Проведена сравнительная оценка энергетических показателей синхронизированного электропривода и электропривода на базе АДКЗ, которая показала, что разработанный электропривод обладает лучшими (КПД больше на 5,3% для двигателя МТМ 111-6) энергетическими показателям по сравнению с существующими ЭП на базе каскадных схем и на базе асинхронного двигателя с КЗ ротором;

7. Разработана система автоматизированного электропривода шаровой мельницы с подключением статорной и роторной цепи по предложенной схеме

и проведен анализ энергетической эффективности предложенной системы электропривода применительно к данной установке, который показал, что преимущество по КПД синхронизированного электропривода перед асинхронным в номинальном режиме незначительно (справедливо для двигателей специального исполнения с повышенным КПД), поэтому целесообразнее при модернизации применять асинхронный электропривод, описанный в третьей главе, так как в этом случае нет необходимости в установке дополнительного преобразователя в цепь ротора.

Работы, опубликованные по теме диссертации:

1. Мещеряков, В. Н. Синхронизированный асинхронный электропривод / В. Н. Мещеряков, А. М. Башлыков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Выпуск 3. Часть 4. — Тула. — 2010.-С.101.

2. Башлыков, А. М. Особенности управления синхронизированным асинхронным электроприводом / А. М. Башлыков, В. В. Шептухин, О. В. Мещерякова // Вести высших учебных заведений черноземья. — Изд. ЛГТУ. - 2010, №3.-С. 3-6.

3.Мещеряков, В. Н. Системы частотно-каскадного асинхронного электропривода, выполненные на базе инвертора напряжения / В. Н. Мещеряков, А. М. Башлыков, В. А. Зотов, О. В. Мещерякова // Вести высших учебных заведений черноземья. - Изд. ЛГТУ. — 2011, №4. - С. 21-25.

4. Мещеряков, В. Н. Синхронизированная асинхронная машина на базе асинхронного двигателя с фазным ротором / В. Н. Мещеряков, А. М. Башлыков // Электротехнические комплексы и системы управления. — Воронеж, ВГТУ. - 2012, №1. - С. 36-41.

5. Мещеряков, В. Н. Синхронизированный асинхронный электропривод / В. Н. Мещеряков, А. М. Башлыков // Сборник статей IV международной научно-практической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии». - Липецк: изд. ЛГТУ. - 2010. -С. 90-92.

6. Мещеряков, В. Н. Разработка системы управления электроприводом на базе АИТ с релейными регуляторами тока и сглаживающим емкостным фильтром / В. Н. Мещеряков, А. М. Башлыков, Д. В. Безденежных, В. С. Черкасова // Материаллы 17 Межд. Нуч-тех. Конф. «Информационные системы и технологии». - Нижн. Новгород. - 2011. - С. 194-195.

7. Мещеряков, В. Н. Система скалярного частотного управления синхронизированной асинхронной машиной с питанием обмоток статора и ротора от

автономного инвертора тока / В. Н. Мещеряков, А. М. Башлыков, О. В. Мещерякова // Современные сложные системы управления X HTCS'2012: материалы Международной научно-технической конференции. — Старый Ос-кол: ТНТ.-2012. -С. 50-52.

8. Мещеряков, В. Н. Система управления синхронизированной асинхронной машиной / В. Н. Мещеряков, А. М. Башлыков // XVIII Международная научно-техническая конференция "Информационные системы и технологии (ИСТ—2012)": материалы конференции. - Нижний Новгород. - 2012. - С. 100— 101.

9. Мещеряков, В. Н. Синхронизированный электропривод с оптимальным управлением без датчика положения ротора / В. Н. Мещеряков, А. М. Башлыков // Управление большими системами: материалы IX Всероссийской школы-конференции молодых ученых. Том 2/ Липецкий государственный технический университет: Изд-во Першина Р.В. - Тамбов-Липецк. - 2012. - С. 160-163.

10. Мещеряков, В. Н. Системы скалярного и векторного управления частотными электроприводами с релейным регулятором тока / В. Н. Мещеряков,

A. М. Башлыков, А. С. Абросимов, О. В. Мещерякова, М. М. Лосихин // Труды VII Международной (VIII Всероссийской) научно-технической конференции по автоматизированному электроприводу: ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина» . - Иваново. - 2012. -С. 37-41.

11. Пат. 112554 Российская Федерация, МПК7 Н 02 Р 27/06 Устройство для управления асинхронным электроприводом переменного тока / Мещеряков

B. Н., Башлыков А. М., Безденежных Д. В. — Приоритет 14.04.2011; Опубл. 10.01.2012, Бюл. №1.

12. Решение о выдаче патента на изобретение от 15.08.2012, заявка на пат. 2011144797 Российская Федерация, МПК7 Н02Р27/06. Асинхронный вентильный каскад/ Мещеряков В.Н., Башлыков A.M., Безденежных Д. В. (Россия); заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ГОУ ВПО ЛГТУ) (RU); заявл. 3.11.2011; приоритет 3.11.2011.

Личный вклад автора в работах, написанных в соавторстве, заключается в следующем: в [1] предложен закон распределения намагничивающих токов в синхронизированной машине, проведен сравнительный анализ схем включения ротора; в [2] предложена схема синхронизированного электропривода, с пита-

нием от управляемого источника тока, предложена структура контура поддержания угла нагрузки путем регулирования потока; в [3] разработан блок коррекции заданной величины тока статора в частотно-каскадной схеме управления асинхронным двигателем с фазным ротором; в [4] оценка предельных режимов устойчивой работы синхронизированной машины, сравнение энергетических показателей в асинхронном и синхронном режимах работы; в [5] получение математической модели системы синхронизированного электропривода; в [6] сравнение схем синхронизации электропривода; в [7] анализ достоинств и недостатков синхронизированного электропривода; в [8] предложена структура системы скалярного управления; в [9] разработана структура контура регулирования напряжения для скалярной системы управления; в [10] разработан контур стабилизации угла нагрузки и блок коррекции задания на напряжение; в [11] предложена схема инвертора тока с дополнительными демпфирующими конденсаторами; в [12] разработаны законы управления напряжением статора.

Подписано в печать 11.12.2012 . Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Ризография. Объем 1,1 п.л. Тираж 120 экз. Заказ № 627.

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

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НА ОСНОВЕ ВЕНТИЛЬНЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В ЦЕПЯХ СТАТОРА И РОТОРА.

1.1 Обзор вентильных систем асинхронного и синхронизированного электропривода

1.2 Синхронизированный режим машины двойного питания и наиболее близкие аналоги.

1.3 Анализ классов механизмов и области применения синхронизированных приводов.

Выводы.

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ СИНХРОНИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА ОСНОВЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ.

2.1 Обоснование выбора математической модели асинхронного двигателя с фазным ротором и системы координатных осей.

2.2 Определение оптимальных режимов работы асинхронного электропривода

2.3 Частотное управление асинхронного двигателя с оптимальным возбуждением.

2.4 Соотношение между токами статора и ротора в схемах синхронизации асинхронного двигателя с фазным ротором.

Выводы.

3 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЧАСТОТНО-ТОКОВОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ.

3.1 Разработка принципиальной схемы частотного управления асинхронным двигателем на базе инвертора тока с релейным регулятором тока.

3.2 Совершенствование конструкции инвертора тока с релейным регулятором тока.

3.3 Математическое моделирование работы инвертора тока с релейным регулятором тока

3.4 Анализ нелинейных искажений в системе преобразователь частотыасинхронный двигатель

Выводы.

4 УПРАВЛЕНИЕ РАБОТОЙ СИНХРОНИЗИРОВАННОЙ МАШИНЫ.

4.1 Разработка системы управления синхронизированным электроприводом на базе автономного инвертора тока с релейным регулятором тока и последовательным подсоединением ротора.

4.2 Разработка корректирующих контуров системы скалярного управления синхронизированным асинхронным двигателем

4.3 Анализ устойчивости синхронизированного электропривода.

4.4 Сравнение энергетических показателей в синхронном и асинхронном режимах методами компьютерного моделирования и подтверждение полученных результатов на опытной установке.

4.5 Анализ целесообразности применения синхронизированного и асинхронного электропривода на шаровой мельнице и рекомендации по модернизации

Выводы.

Актуальность работы определяется переходом современного промышленного производства на новые энергосберегающие и энергоэффективные технологии. Эту задачу принято решать внедрением систем регулируемого электропривода, построенного на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (АДКЗ) и с питанием от преобразователя частоты (ПЧ), работающего в режиме автономного инвертора напряжения (АИН). Эта система электропривода имеет ряд недостатков, а именно при любом законе управления в двигателе выделяется энергия скольжения, и ток ротора имеет размагничивающую составляющую, выходное напряжение инвертора имеет импульсный характер с крутыми фронтами нарастания и спада импульса напряжения, что неблагоприятно сказывается на изоляции двигателя и ведет к ее преждевременному старению.

На механизмах с большими моментами инерции и тяжелыми условиями пуска широкое применение нашли асинхронные двигатели с фазным ротором (АДФР) с параметрическим управлением по цепи ротора. Параметрическое управление приводит к повышенным потерям энергии, как в режиме пуска, так и при регулировании скорости. Модернизация таких агрегатов с учетом возможностей современной преобразовательной техники может быть произведена с использованием классических ПЧ или применением новых схемотехнических решений. Так как эти двигатели имеют низкий класс изоляции и не предназначены для питания импульсным напряжением, то даже при применении фильтров на выходе преобразователя с АИН они нередко выходят из строя из-за пробоя изоляции ста-торных обмоток. Для снижения электромагнитных потерь в ротор энергию целесообразно подавать напрямую, либо ограничить величину передаваемой через воздушный зазор энергии скольжения. По такому принципу работают асинхронно вентильные каскады, путем введения дополнительного напряжения в роторную цепь увеличивают скольжение, а энергию скольжения возвращают в сеть, при этом ток ротора становится более активным - уменьшается размагничивание.

Устранение указанных выше недостатков возможно в электроприводе на базе машины двойного питания (МДП) с раздельным питанием обмоток статора и ротора от силовых преобразователей. В этом случае можно подавать в роторную цепь ток с намагничивающей составляющей. Частным случаем машины двойного питания является вариант, когда частота тока ротора равна нулю, при этом машина работает в синхронном режиме. В таком режиме при определенном соотношении между модулями тока статора и ротора можно добиться оптимального режима в энергетическом отношении.

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» (Государственный контракт №16.740.11.0070).

Цель работы - совершенствование систем асинхронного и синхронизированного электропривода с частотно-токовым управлением на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, путем разработки схемных решений и алгоритмов управления.

Идея работы заключается в разработке электропривода на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с питанием обмоток статора и ротора от автономного инвертора тока (АИТ), с использованием принципов скалярных систем регулирования магнитного потока и напряжения двигателя, обеспечивающих высокие энергетические показатели.

Научная новизна: предложены алгоритмы управления синхронизированным электроприводом 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 составляющих токов статора и ротора за счет использования выведенной зависимости оптимального значения главного потокосцепления от электромагнитного момента и скорости вращения ротора; предложена аппроксимация рабочего участка кривой намагничивания, отличающаяся от известных описанием кривой с помощью одного полинома с разными коэффициентами при его членах на двух участках, что позволило упростить описание при сохранении точности аппроксимации; разработана схема трехфазного АИТ, отличающаяся от известных наличием дополнительных демпфирующих конденсаторов, а также лучшими показателями коэффициентов нелинейных искажений по напряжению и по току; разработана система скалярного частотного управления синхронизированным АДФР, отличающаяся от известных возможностью поддержания оптимального потокосцепления в воздушном зазоре по условию минимума электромагнитных потерь энергии, а также позволяющая производить плавный запуск в синхронном режиме без датчика положения ротора.

Практическая ценность: разработанный электропривод обладает лучшими энергетическими показателям (КПД увеличен на 5,3%) по сравнению с существующими ЭП на базе каскадных схем с АДФР и на базе АДКЗ, а также удовлетворяет условиям электромагнитной совместимости с действующими АДФР; разработанная схема АИТ с дополнительными отсекающими диодами позволяет снизить частоту коммутации силовых ключей в 3 - 4 раза и обладает низким коэффициентом нелинейных искажений (по напряжению 3%, по току 0,6%) выходного напряжения и тока по сравнению с АИН.

Методы и объекты исследования. Объектом исследования являлась электромеханическая система на базе АДФР с силовыми преобразователями в цепях статора и ротора. При решении поставленных в диссертационной работе задач использовались положения теории автоматического управления, теории электрических машин, а также методы математического моделирования и экспериментального подтверждения. Численное решение уравнений математических моделей выполнялось на ЭВМ с помощью пакета математических программ Ма^аЬ 81тиНпк.

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 результаты внедрены в учебный процесс специальности «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» Липецкого государственного технического университета (ЛГТУ) и используются при проведении перспективных разработок в ОАО «Липецкий завод изделий домостроения». Ожидаемый экономический эффект составил 19,4 тыс. рублей на одну установку.

На защиту выносится:

- результаты исследования электромеханической системы на базе АДФР с подключением обмоток статора и ротора к преобразователям частоты по критерию минимума потерь энергии;

- уравнение аппроксимации рабочего участка кривой намагничивания, позволяющее проводить её описание с помощью одного полинома с разными коэффициентами при его членах на двух участках;

- схема АИТ, позволяющая формировать в нагрузке трехфазные синусоидальные токи и напряжения с низким уровнем коэффициентов нелинейных искажений;

- математическая модель разработанной скалярной системы управления АДФР в синхронном режиме, позволяющая производить регулирование скорости в широком диапазоне без использования датчика скорости/положения на валу двигателя;

- схема синхронизации АДФР, позволяющая осуществлять раздельное регулирование модулей токов статора и ротора;

- алгоритм управления током статора, позволяющий производить эффективное гашение электромагнитных колебаний синхронизированного электропривода.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на научно-технической конференции посвя-щенной 35-летию кафедры электропривода (Липецк 2009); на VI Между-народной (XVII Всероссийская) конференции по автоматизированному электроприводу «АЭП-2010» (Тула 2010); на IV международной научно-практической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии» (Липецк 2010); на VII Международной (VIII Всероссийской) научно-технической конференции по автоматизированному электроприводу «АЭП-2012» (Иваново 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 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 115 наименований и 9 приложений. Общий объем работы - 189 страниц. Основная часть изложена на 151 страницах текста, содержит 50 рисунков, 5 таблиц.

Выводы:

1. Разработанная система синхронизированного электропривода позволяет осуществлять плавный запуск и регулирование скорости вверх и вниз от номинальной без использования датчика положения ротора, что повышает её надежность. Это делает возможным изменять производительность агрегата, подстраивая её под технологический процесс всего цеха.

2. Проведенные экспериментальные исследования на лабораторной установке подтвердили результаты аналитических исследований и компьютерного моделирования.

3. Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемой синхронизированной системы электропривода, по отношению к стандартной системе ПЧ-АД, составит 19423руб. на одну установку в год.

4. Применение данного электропривода позволяет повысить производительность агрегата на 15-20% за счет регулирования частоты вращения вверх от основной скорости, что приведет к дополнительному экономическому эффекту.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследований, проведённых при выполнении данной работы, решена актуальная задача: разработана и исследована система асинхронного и синхронизированного частотного электропривода на базе инвертора тока, удовлетворяющая условиям электромагнитной совместимости с действующими на производстве асинхронными машинами и обладающая простотой реализации алгоритмов управления.

Материалы диссертации позволяют сформулировать следующие выводы и практические рекомендации:

1. Построена математическая модель асинхронного двигателя с фазным ротором в системе электропривода с одновременным управлением по статорной и роторной цепям;

2. Исследована система синхронизированного электропривода по критерию минимума потерь энергии и обосновано оптимальное распределение намагничивающих составляющих токов, позволяющее снизить потери в меди по сравнению с асинхронным режимом (на 20,7% для двигателя МТМ 111-6), также получена зависимость оптимального значения потокосцепления от текущей частоты вращения и момента нагрузки на валу двигателя;

3. Разработана схема преобразователя со свойствами АИТ выполненного на базе ЮВТ транзисторов и дополнительных отсекающих диодов, при этом обеспечено снижение частоты коммутации силовых ключей в инверторе тока в 3 - 4 раза по сравнению с инвертором напряжения;

4. Проведена сравнительная оценка коэффициентов нелинейных искажений, которая показала, что коэффициент нелинейных искажений по напряжению разработанного инвертора ТНЕ)и в номинальном режиме составляет 3% (АИН -64%, АИТ - 11%) и коэффициентов нелинейных искажений по току ТН01 составляет 0,6% (АИН - 0,66%, АИТ - 8,5%);

5. Разработана энергосберегающая скалярная система управления электроприводом на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с подключением обмоток статора к АИТ и обмоток ротора к звену постоянного тока АИТ, позволяющая осуществлять регулирование скорости в широком диапазоне без датчика на валу двигателя;

6. Проведена сравнительная оценка энергетических показателей синхронизированного электропривода и электропривода на базе АДКЗ, которая показала, что разработанный электропривод обладает лучшими (КПД больше на 5,3% для двигателя МТМ 111-6) энергетическими показателям по сравнению с существующими ЭП на базе каскадных схем и на базе асинхронного двигателя с КЗ ротором;

7. Разработана система автоматизированного электропривода шаровой мельницы с подключением статорной и роторной цепи по предложенной схеме и проведен анализ энергетической эффективности предложенной системы электропривода применительно к данной установке, который показал, что преимущество по КПД синхронизированного электропривода перед асинхронным в номинальном режиме незначительно (справедливо для двигателей специального исполнения с повышенным КПД), поэтому целесообразнее при модернизации применять асинхронный электропривод, описанный в третьей главе, так как в этом случае нет необходимости в установке дополнительного преобразователя в цепь ротора.

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

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

3. Башарин, А. В. Управление электроприводами / A.B. Башарин, В.А. Новиков, Г. Г. Соколовский. Л.: Энергоиздат. - Ленингр. отд-е. - 1982. 392 с.

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

5. Сандлер, А. С. Вопросы динамики асинхронного частотно-управляемого электропривода с автономным инвертором тока / Ю. М. Гусяцкий, Н. Б. Затруб-щиков. Электричество. - 1979. - №4. - С. 38 - 43.

6. Браславский, И. Я. Разработка, исследование, внедрение систем «тиристор-ный преобразователь напряжения-асинхронный двигатель» / И. Я. Браславский, А. М. Зюзев, А. В. Костылев // Электротехника. 2004. -№9. - С. 13-17.

7. Хашимов, А. А. Энергосберегающие системы автоматизированного электропривода переменного тока / A.A. Хашимов // Электротехника. 1995. - №11. -С. 34-39.

8. Онищенко, Г. Б. Электрический привод. Учеб. для вузов. / Г. Б. Онищен-ко. М.: РАСХН. - 2003. - 320с. ил.

9. Терехов, В. М. Системы управления электроприводов / В. М. Терехов, О. И. Осипов. М.: Академия. - 2005. -304 с.

10. Никитин, В. М. Энергосберегающие электроприводы / В. М. Никитин и др. // Электротехника. 1996. - №4. - С.52-55.

11. Авербах, И. А. Электропривод и автоматизация промышленных установок как средство энергосбережения: библиотечка энергосбережения / И. А. Авербах, Е. И. Барац и др.. -Екатеринбург: УПИ. 2002. - 26с.

12. Браславский, И. Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод / И. Я. Браславский, 3. Ш. Ишматов, В. Н. Поляков. М.: Академия. - 2004. - 256 с.

13. Козярук, А. Е. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечениє частотно-регулируемых электроприводов / А. Е. Козярук, В. В. Рудаков; под. общ. ред. А. Г. Народицкого. С.-Петербург. - 2001. - 126 с.

14. Фираго, Б. И. Регулируемые электроприводы переменного тока / Б. И. Фи-раго, JI. Б. Павлячик. Минск: Техноперспектива. - 2006. - 363 с.

15. Браславский, И. Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением / И. Я. Браславский. М.: Энергоиздат. - 1988. - 224 с.

16. Вешеневский, С. Н. Расчёт характеристик и сопротивлений для электродвигателей / С. Н. Вешеневский. M.-JL: Госэнергоиздат. - 1955. - 328 с.

17. Сабинин, Ю. А. Частотно-регулируемые асинхронные электроприводы / Ю. А. Сабинин, В. J1. Грузов. JL: Энергоатомиздат. - 1985. - 235 с.

18. Соколовский, Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием / Г. Г. Соколовский. М.: Академия. - 2006. -272 с.

19. Сандлер, А. С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями / А. С. Сандлер, В. С. Сарбатов. М.: Энергия. - 1974. - 328 с.

20. Булгаков, А. А. Частотное управление асинхронными двигателями/ А. А. Булгаков. М.: Энергоатомиздат. - 1982. - 216 с.

21. Онищенко, Г. Б. Асинхронные вентильные каскады и двигатели двойного питания / Г. Б. Онищенко, И. JI. Локтева. М.: Энергия. - 1979. - 199 с.

22. Дацковский, JI. X. Современное состояние и тенденции в асинхронном частотно-регулируемом электроприводе (краткий аналитический обзор) / JI. X. Дацковский и др.// Электротехника. 1996. - № 10. - С. 18-28.

23. Копылов, И. П. Электромеханические преобразователи энергии / И. П. Копылов. М.: Энергия. - 1973. - 400 с.

24. Розанов, Ю. К. Электронные устройства электромеханических систем / Ю. К. Розанов, Е. М. Соколова. М.: 2004. - 272 с.

25. Хасаев, О. И. Транзисторные преобразователи напряжения и частоты / В. Н. Бродовский, Е. С. Иванов. М.: Энергия. - 1974. - 169 с.

26. Mohan, N. First Course on POWER ELECTRONIC SAND DRIVES/ Ned Mohan, A. Oscar. Minneapolis, MN USA: University of Minnesota. - 2003.

27. Хватов, С. В. Асинхронно-вентильные нагружающие устройства / Титов В. Г., Поскробко А. А. и др.. М.: Энергоатомиздат. - 1986. - 144 с.

28. Энергосберегающая технология электроснабжения народного хозяйства: В 5 кн.: Практ. пособие: под ред. В. А. Веникова. Кн. 2. Энергосбережение в электроприводе / Н. Ф. Ильинский, Ю. В. Рожановский, А.О. Горнов. М.: Высш. шк. - 1989. -127с.

29. Бернштейн, А. Я. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе / А. Я. Бернштейн, Ю. М. Гусяцкий, А. В. Кудрявцев, Р. С. Сарбатов. М.: Энергия. - 1980. - 327с.

30. Костенко, М. П. Электрические машины. В 2-х ч. Ч. 2. Машины переменного тока. Уч. для вузов. 3-е изд. прераб. и доп. / М. П. Костенко, JI. М. Пиотровский. - JL, Энергия. - 1973. - 648 с.

31. Motto, Е. R. Application Characteristics of an RB-IGBT Module / E. R. Motto, J. F. Donlon, M. Tabata. Powerex Incorporated.

32. Попков, О. 3. Основы преобразовательной техники. Автономные преобразователи. Конспект лекций: учеб. пособ. М.: Издательство МЭИ. - 2003. - 64с.

33. Вейнгер, А. М. Перспективы систем подчинённого регулирования электроприводов переменного тока // Электротехника. 1996. - № 4.1. Г< Л 1 л пti-t/.

34. Москаленко, В. В. Электрический привод / В. В. Москаленко. М.: Высшая школа. - 1991. - 431 с.

35. Чиликин, М. Г. Основы автоматизированного электропривода / М. Г. Чи-ликин, М. М. Соколов, В. М. Терехов, А. А. Шинянский. М.: Энергия. - 1974. -470 с.

36. Лебедев, Е. Д. Управление вентильными приводами постоянного тока / Е. Д. Лебедев, В. Е. Неймарк, М. Я. Пистрак, О. В. Слежановский. М.: Энергия. -1970.-340 с.

37. Бесекерский, В. А. Системы автоматического управления с микроЭВМ / В. А. Бесекерский, В. В. Изранцев. М.: Наука. - 1987. - 319 с.

38. Сыромятников, И. А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей / И. А. Сыромятников. М.: Энергоатомиздат. - 1984. - 239 с.

39. Вейнгер, А. М. Регулируемый синхронный электропривод / А. М. Вейнгер.- М.: Энергоатомиздат. 1985. - 224 с.

40. Приходько, И. А. Нечёткие структуры систем регулирования возбуждения синхронного генератора / И. А. Приходько // Электричество. 2002. - №2. - С. 46 -50.

41. Власов, Д. Г. Об использовании синхронизированных режимов асинхронного двигателя в электроприводе транспортных механизмов / Д. Г. Власов // Энергетическая электроника на транспорте : сб. докладов конференции. Севастополь. 1990. - С. 45-47.

42. А. с. 782062 СССР. Синхронизированный асинхронный двигатель / Р. Б. Авринский, В. П. Пригода (СССР). Открытия. Изобретения; 1980, №43.

43. А. с. 1728348 СССР. Способ управления электроприводом затвора гидротехнического сооружения / Д. Г. Власов (СССР). Открытия. Изобретения; 1992, №15.

44. Пат. 2288535 Российская Федерация, МПК7 Н02Р 27/05. Асинхронный электропривод с фазным ротором и способ управления им / Ю. С. Усынин, А. В. Валов, В. В. Деккер. Заявл. 04.07.2005; Опубл. 27.11.2006, Бюл. № 33.

45. Мещеряков, В. Н. Синхронизированный асинхронный электропривод с частотным управлением / В. Н. Мещеряков, А. А. Соломатин, П. Н. Левин // Известия вузов. Электромеханика № 2. 2009 г.

46. Вешеневский, С. Н. Характеристики двигателей в электроприводе / С. Н. Вешеневский. -М.: Энергия. 1977. - 432 с.

47. А. с. 1234923 СССР. Синхронно-асинхронная электрическая машина / С. А. Безверхий (СССР). Открытия. Изобретения; 1986, №20.

48. А. с. 1251241 СССР. Синхронизированная асинхронная машина / С. А. Безверхий, С. И. Луковников (СССР). Открытия. Изобретения; 1978, №30.

49. Монастырев, А. В. Печи для производства извести. Справочник /

50. A. В. Монастырев, А. В. Александров. М.: Металлургия. - 1979. - 232 с.

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

52. Шрейнер, Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты / Р. Т. Шрейнер. -Екатеринбург.: УРО РАН. 2000. - 654 с.

53. Поляков, В. Н. Экстремальное управление электрическими двигателями /

54. B. Н. Поляков, Р. Т. Шрейнер. Екатеринбург: УГТУ-УПИ. - 2006. -420 с.

55. Пат. 112554 Российская Федерация, МПК7 Н 02 Р 27/06 Устройство для управления асинхронным электроприводом переменного тока / Мещеряков В. Н., Башлыков А. М., Безденежных Д. В. Приоритет 14.04.2011; Опубл.10.01.2012, Бюл. №1.

56. Мещеряков, В. Н. Системы регулируемого асинхронного электропривода для подъемно-транспортных механизмов: монография / В. Н. Мещеряков. Липецк: ЛГТУ. - 2005. - 112 с.

57. Дорф, Р. Современные системы управления / Р. Дорф, Р. Бишоп. Пер. с англ. Б. И. Копылова. М.: Лаборатория Базовых Знаний. - 2002. - 832 с.:ил.

58. Усольцев, А. А. Определение параметров схемы замещения АД по справочным данным / А. А. Усольцев. СПб.: СПбГУ ИТМО. - 2006. - 95 с.

59. Мещеряков, В. Н. Системы частотного асинхронного электропривода с оптимальным управлением: монография / В. Н. Мещеряков. Липецк: ЛФ-МИКТ. -2010,- 118с.

60. Башлыков, А. М. Проблемы и перспективы повышения энергоэффективности управления асинхронными приводами / А. М. Башлыков // Школа молодых ученых по техническим наукам: материалы областного профильного семинара. -Липецк: Изд. ЛГТУ. 2009г. - С.99.

61. Мещеряков, В. Н. Синхронизированный асинхронный электропривод / В. Н. Мещеряков, А. М. Башлыков // Сборник тезисов докладов научной конференции студентов и аспирантов Липецкого государственного технического университета. Липецк: Изд. ЛГТУ. - 2010г.

62. Мещеряков, В. Н. Синхронизированный асинхронный электропривод / В. Н. Мещеряков, А. М. Башлыков // Сборник статей IV международной научно-практической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии». -2010 г.

63. Мещеряков, В. Н. Синхронизированный асинхронный электропривод / В. Н. Мещеряков, А. М. Башлыков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Выпуск 3. Часть 4. Тула. 2010. - С. 101.

64. Башлыков, А. М. Особенности управления синхронизированным асинхронным электроприводом / А. М. Башлыков, В. В. Шептухин, О. В. Мещерякова // Вести высших учебных заведений черноземья, №3. Изд. ЛГТУ. - 2010г.

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

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

67. Александров, Н. Н. Электрические машины и микромашины: Учебное пособие для ВУЗов / Н. Н. Александров. М.: Колос. - 1983. - 384с., ил.

68. Bose, В. К. Modern power electronics and AC drives / Bimal K. Bose. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hail - 2002. - 711 p.

69. Austin, Hughes. Electric Motors and Drives. Fundamentals, Types and Applications. THIRD EDITION / Published by Elsevier Ltd. 2006. - 410 p.

70. Ботвинник, M. M. Асинхронизированная синхронная машина: Основы теории / М. М. Ботвинник. М.: ГОСЭНЕРГОИЗДАТ. - 1960. - 72 с.

71. Сандлер, А. С. Электроприводы с полупроводниковым управлением: Преобразователи частоты для управления асинхронными двигателями / А. С. Сандлер, Р. С. Сарбатов. М.: Изд. «ЭНЕРГИЯ» . - 1966. - 144 с.

72. Соловьев, А. С. История развития электроэнергетики и электромеханики в России: Учебное пособие / А. С. Соловьев, А. Е. Козярук; Санкт- Петербургский горный ин-т. СПб. 2000. - 104 с.

73. Усольцев, А. А. Векторное управление асинхронными двигателями: учеб. пособие / А. А. Усольцев. СПб.: СПбГУ ИТМО. - 2002. - 43 с.

74. Усольцев, А. А. Частотное управление асинхронными двигателями: учеб.пособие / А. А. Усольцев. СПб.: СПбГУ ИТМО. - 2006. - 95 с.

75. Валов, А. В. Импульсно-векторное управление асинхронным электроприводом с фазным ротором : дисс. канд. техн. наук : 05.09.03 : Челябинск: ЮУрГУ. -2009.- 166 с.

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

77. Ющенко, Л. В. Асинхронные двигатели с фазным ротором и схемы управления: Учебно-методическое пособие / Л. В. Ющенко. Хабаровск: ДВГУПС. -1999.-88 с.

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

79. Абрамович, Б. Н. Возбуждение, регулирование и устойчивость синхронных двигателей / Б. Н. Абрамович, А. А. Круглый. Л.: Энергоатомиздат, 1983. -128 с.

80. Орлов, И. Н. Бесконтактный электропривод летательных аппаратов / И. Н. Орлов, В. Н. Тарасов. М.: Изд-во МЭИ. - 1992. - 111 с.

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

82. Москаленко, В. В. Электрический привод / В. В. Москаленко. М.: Высшая школа. - 1991. - 431 с.

83. Коршунов, А. Равноускоренный частотный пуск синхронного двигателя с постоянными магнитами на роторе / А. Коршунов // Силовая Электроника. -2007.-№1.

84. Голодное, Ю. М. Самозапуск электродвигателей / Ю. М. Голоднов. М.: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ. - 1985. - 137 с.

85. Осипов, О. И. Частотно-регулируемый асинхронный электропривод: учебное пособие по курсу «Типовые решения и техника современного электропривода» / О. И. Осипов. М.: Изд-во МЭИ. - 2004. - 80 с.

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

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

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

89. 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.

90. 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.

91. Соломатин, А. А. Синхронизированный асинхронный электропривод с частотным управлением: дисс. канд. техн. наук: 05.09.03. Липецк: ЛГТУ. - 2006. -206 с.

92. Хоровиц, П. Искусство схемотехники: Издание 5-е / П. Хоровиц, У. Хилл. Пер. с англ. Б. Н. Бронина и др.. М.: «Мир» . - 1998. - 704 с.

93. Лазарев, Ю. Моделирование процессов и систем в МАТЬАВ: Учебный курс / Ю. Лазарев. СПб.: Питер; Киев: Издательская группа ВНУ. - 2005. -512 е.: ил.

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

95. Черных, И. В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink / И. В. Черных. М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер. - 2008. - 288 е.: ил.

96. Шрайбер, Г. 300 схем источников питания. Выпрямители. Импульсные источники питания. Линейные стабилизаторы и преобразователи: Пер. с франц / Г. Шрайбер. М.: ДМК. - 2000. - 224 е.: ил.

97. Абрамович, М. И. Диоды и тиристоры в преобразовательных установках / М. И. Абрамович, В. М. Бабайлов, В. Е. Либер и др.. М.: Энергоатомиздат. -1992.-432 е.: ил.

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

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

100. Мещеряков, В. Н. Синхронизированная асинхронная машина на базе асинхронного двигателя с фазным ротором / В. Н. Мещеряков, А. М. Башлыков // Электротехнические комплексы и системы управления. Воронеж, ВГТУ. -2012.-№1,-С. 36-41.

101. ГОСТ 7.32-91 Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления.

102. ГОСТ Р 7.0.5-2008 Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления.

103. Существующие схемы подключения машин двойного питания работающих всинхронном режимек