автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка и исследование систем электропривода грузоподъемных механизмов с частотно-токовым управлением асинхронным двигателем с фазным ротором

На правах рукописи

ШЕПТУХИН Валерий Викторович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МЕХАНИЗМОВ С ЧАСТОТНО-ТОКОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ

Спетщальность: 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 9 МАЙ 2011

Воронеж - 2011

4847416

Работа выполнена в НОУ ВПО «Международный институт компьютерны технологий»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Мещеряков Виктор Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ерёменко Юрий Иванович; кандидат технических наук Карантаев Владимир Геннадьевич

Ведущая организация ГОУ ВПО «Тамбовский государственный

г тгтттиюлли'гати

I у 1V 1 //

Защита состоится « 1 » июня 2011 г. в 10— часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.09 ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Автореферат разослан « 29 » апреля 2011 г.

Ученый секретарь диссертациошюго совета — Кононенко К.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Энергосбережение стало одним из приоритетных направлений технического перевооружения, при этом наилучшие результаты получены при внедрении преобразователей частоты в системах электропривода на базе асинхронных короткозамкнутых двигателей (АД КЗ). Все модели выпускаемых частотных преобразователей ориентированы на АД КЗ, в то время как на грузоподъемных механизмах наиболее распространены электроприводы на базе асинхронных двигателей с фазным ротором (АД ФР), вследствие простоты параметрического резисторно- контакторного регулировашы скорости, осуществляемого путем коммутаций сопротивлений в цепи ротора. Повышение требований к точности позиционирования перемещаемых грузов заставляет переходить к использованию систем электропривода с диапазоном регулирования скорости до 10:1 без использования датчика скорости. Типовые системы частотного асинхронного электропривода на базе инвертора напряжения со скалярным управлением не в полной мере удовлетворяют таким требованиям, т.к. рабочий участок естественной и регулировочных механических Характеристик при скалярном частотном управлении без датчика скорости имеет недостаточную жесткость, поэтому при частотном регулировании АД изменение нагрузок на валу двигателя сопровождается значительным изменением скорости.

Для грузоподъемных механизмов требуются системы электропривода, имеющие механические характеристики экскаваторного типа и обеспечивающие регулирование и стабилизацию частоты вращения и стабилизацию пускового момента АД ФР. Такие характеристики можно получить в системах асинхрошюго электропривода с частотно-токовым управлением, в частности частотно-каскадного электропривода. Применение совремешюй элементной базы, позволяющей усовершенствовать алгоритмы управления, например, инвертора тока с релейным регулятором напряжения, позволяет расширить функциональные возможности данного электропривода. Можно также получить абсолютно жесткие регулировочные механические характеристики без использования контура регулирования скорости за счет перевода асинхронного двигателя в синхронный режим работы. В таком электроприводе рационально используются конструктивные особенности АД ФР - возможность управления частотой и напряжением в цепи статора и прямого подведения энерпш в роторную обмотку. При синхронном режиме работы асинхронного электропривода обеспечиваются высокие энергетические показатели, т.к. при оптимальном значении тока возбуждения величина тока статора минимальна.

Таким образом, для грузоподъемных механизмов актуальным является построение простой и работоспособной энергосберегающей системы частотно-токового электропривода на базе АД ФР, без датчика скорости, обеспечивающей переход в синхронный режим при регулировании частоты

вращения в диапазоне до 10:1 и стабилизацию пускового момента. Разрабатываемые системы электропривода на базе АД ФР должны обладать не только высокими энергетическими показателями, но и иметь хорошие динамические свойства, обеспечивая демпфирование колебаний при работе на грузоподъемных механизмах, обладающих упругими связями.

Работа выполнена в рамках программы Минобрнауки РФ «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы».

Целью работы является анализ и синтез систем частотно-токового синхронизированного электропривода на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с обеспечением их динамических и статических характеристик, благоприятных для использования на грузоподъемных механизмах.

Задачи работы:

- критический анализ современного состояния и направлений развития электроприводов грузоподъемных механизмов, с точки зрения динамических свойств, работоспособности, экономичности, совместимости с механическим оборудованием, уточнение требований, предъявляемых к разрабатываемым системам электропривода;

- разработка системы частотно-каскадного асинхронного электропривода на базе автономного инвертора тока с релейным регулятором напряжения, с проведением анализа и синтеза системы автоматического управлешм;

исследование электромагнитных и электромеханических свойств асинхронного двигателя с фазным ротором при синхронном режиме работы, обеспечивающем абсолютно жесткие механические характеристики электропривода;

- разработка и исследование системы асинхронного электропривода с частотно-каскадным пуском и синхронизированным установившимся режимом работы;

- математическое моделирование динамических процессов, разработка и исследование методов ограничения динамических нагрузок в упругосвязанных электромеханических системах, описывающих движение грузоподъемного механизма с гибко подвешенным грузом.

Методы исследования. Поставленные в работе задачи решались методами теории автоматического управления, методами математического моделирования динамических процессов, методами экспериментального подтверждения

Научная иовпзпа:

- разработан принцип управления АД ФР, заключающийся в одновременном управлении переменными в обмотках статора и ротора двигателя при последовательном соединении обмоток статора и ротора двигателя через выпрямительно-инверторные элементы, связанные через общее звено постоянного тока, отличающийся поддержанием на заданном уровне мгновенных значений напряжения на выходе инвертора тока;

- разработана система частотно-каскадного синхронизированного асинхронного электропривода на базе АД ФР, отличающаяся возможностью реализации частотно-каскадного пуска и перехода к синхронизированному установившемуся режиму работы;

- разработан метод коррекции систем управления частотно-каскадным асинхронным электроприводом, отличающийся учетом нелинейности характеристик, определяющих влшпше разности эдс статора и ротора на величину тока в выпрямленной цепи;

- на основании исследования математических моделей ЭМС разработаны методы ограничения 'динамических нагрузок, отличающиеся повышением демпфирующей способности двухдвигагельного электропривода упругосвязашщх ЭМС за счет обеспечения «экскаваторных» механических характеристик двигателя с «жестким» рабочим участком, и плавном изменении переднего фронта нарастания момента двигателей по нелинейному закону, аппроксимируемому отрезком параболы.

Практическая значимость работы состоит в том, что: разработаны новые системы частотно-каскадного синхронизированного асинхронного электропривода, которые обеспечивают плавное регулирование частоты ¡¡ращения двигателя и абсолютно жесткие на рабочем участке механические характеристики;

- улучшена форма напряжения, питающего обмотку статора двигателя в системе частотно-каскадного электропривода, что увеличит срок службы изоляции в АД;

разработанные системы асинхронного электропривода, имеющие механические характеристики экскаваторного типа, обеспечивают ограничение динамических нагрузок в электромеханических системах механизмов передвижения 1руза.

На защиту выносятся:

- система частотно-каскадного асинхронного электропривода на базе автономного инвертора тока с релейным регулятором напряжения;

результаты анализа, синтеза и коррекции систем частотно-каскадного асинхронного электропривода при совместном управлении процессами в обмотках статора и ротора двигателя;

- результаты исследования электромагнитных и электромеханических свойств асинхронного двигателя с фазным ротором при синхронном режиме работы, обеспечивающем абсолютно жесткие механические характеристики электропривода;

- разработашгые схемные решения на базе частотно-каскадного и синхронизированного асинхронного электропривода, позволяющие формировать механические характеристики экскаваторного типа и регулировать частоту вращения двигателя;

результаты анализа и принципы коррекции динамических свойств двухмассовых и трехмассовых ЭМС;

- методы ограничения динамических нагрузок в ЭМС, заключающиеся в повышении демпфирующей способности двухдвиштелыюго электропривода упругосвязанных ЭМС за счет использовании жестких механических характеристик двигателя и плавном изменении переднего фронта нарастания момента двигателя.

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

Апробации основных результатов диссертационной работы. Основные научные положения, результаты и практические рекомендации диссертациошюй работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: II Международной научно-технической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии» (Липецк, 2007), II Международной Интернет-конференции «Энергообеспечение и безопасность» (Орел, 2008), региональной научно-технической конференции «Технические науки - региону» (Липецк, 2010).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано б научных работ, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованном ВАК РФ. Личный вклад автора в работах, опубликованных в соавторстве и приведённых в конце автореферата, заключается в следующем: [1] - выполнено математическое моделирование двухмасовой двухдвигательной ЭМС и предложен метод коррекции динамических свойств ЭМС; [2] - проведен анализ особенностей управления синхронизированных асинхронных электроприводов; [3] -выполнен анализ инверторов, применяемых в системах асинхронного электропривода; [4] - проведен анализ современных электроприводов крановых механизмов; [5] - выполнен анализ систем управления вентильными преобразователями для систем электроприводов переменного тока; [6] -предложена схема электропривода на базе инвертора тока с релейным регулятором напряжения.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 108 наименований и 12 приложений. Основная часть работы изложена на 173 страницах, содержит 61 рисунок, 4 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлено обоснование актуальности исследования систем электропривода на базе асинхронного двигателя с фазным ротором для грузоподъемных механизмов, показана новизна и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе представлены основные тенденции совершенствования и развития систем электропривода грузоподъемных механизмов, проведён обзор литературных источников и сделан анализ систем электропривода грузоподъемных механизмов, включающих в свой состав мостовые и козловые краны, тельферы, механизмы передвижения тележек и др. Рассмотрены особенности совместной работы электрической и механической частей оборудования, установленного на высокоинерционных механизмах, обладающих конечной жесткостью элементов металлоконструкций и кинематических цепей, распределенными массами и упругими связями, что определяет колебательный характер динамических процессов в электромеханических системах (ЭМС). Проведешшй анализ показал, что для рассматриваемого класса механизмов сохраняется тенденция широкого использования ДЦ ФР, однако применяемые системы параметрического резисторного управления неэкономичны и не удовлетворяют возрастающим требованиям, предъявляемым к электроприводу в отношении энергоэффективности и увеличения диапазона регулирования частоты вращения. Поэтому необходимо продолжить работу, направлешгую на совершенствование систем электропривода на базе АД ФР.

Известными, но малоизучишыми являются системы частотно-каскадного управления АДФР, построенные на базе инверторов тока. В системах частотно-каскадного управления для регулирования координат электропривода используются двухканальные схемы: первый канал служит для управления выпрямителем и параметрами в звене постоянного тока (током или выпрямленным напряжением), второй канал служит для управления частотой на выходе инвертора.

Системы электропривода обеспечивают различные режимы работы механического оборудования за счет регулирования основных координат электропривода путём изменения механических характеристик двигателя. Рассмотрены и проанализированы регулировочные механические характеристики основных типов электроприводов, используемых на грузоподъемных механизмах. Проанализированы известные подходы к улучшению динамических свойств систем асинхронного электропривода.

Особенности механизмов, перемещающихся по рельсовому пути, заключаются в относительно малых приведённых статических моментах и больших моментах инерции. Из-за большого момента инерции механизма время пуска и торможения обычно составляет несколько секунд. Возможны

режимы работы «на упор». Такая работа диктует использование систем электропривода, имеющих механические характеристики экскаваторного типа с надёжным ограничением пусковых токов и моментов.

Рассмотрены известные системы синхронизированного электропривода на базе АД ФР, позволяющие получить абсолютно жесткие механические характеристики. Выявлены их недостатки и определены направления их совершенствования.

Во второй главе рассмотрены математические модели АД ФР и систем электропривода, реализованных на базе этого двигателя. Показано, что двигатель является колебательным звеном. Проведенные исследования показали целесообразность использования принципа одновременного токового управления электромагнитными процессами в цепях обмоток статора и ротора.

При математическом описании вентильных систем управления АД ФР целесообразно все параметры приводить к звену постоянного тока. При синтезе регуляторов замкнутых систем управления частотным асинхронным электроприводом необходимо учитывать влияние внутренней обратной связи по ЭДС обмотки статора двигателя, в системах каскадного управления - влияние обратной связи по ЭДС ротора двигателя, а в системах частотно-каскадного электропривода - влияние обратной связи по разности ЭДС обмоток статора и ротора двигателя.

В системах частотно-каскадного электропривода (ЧКЭ) сочетаются достоинства способов каскадного и частотного управления асинхронным двигателем. Схема силовой части электропривода показана на рис. 1а. Особенностью схемы является последовательное соединение обмоток статора и ротора двигателя через вентильные элементы. Поэтому номинальные значения токов статора и ротора двигателя должны быть примерно равными и отличаться не более чем на 8-10%.

Выполнены экспериментальные исследования статических характеристик ЧКЭ с инвертором тока (рис. 1,6). В данном инверторе форма выходного напряжения инвертора близка к синусоидальной, однако для регулирования выходной частоты необходимо изменять емкость коммутирующих конденсаторов, что ограничивает его промышленное применение. Тем не менее, данный инвертор имеет простую конструкцию, что позволило выполнить ее реализацию в лабораторных условиях.

а) б)

Рис.1. Схемы систем частотно-каскадного асинхронного электропривода а) функциональная схема силовой части;

б

б) синхронизированный ЧКЭ на базе резонансного инвертора тока.

Статические характеристики ЧКЭ при разомкнутой системе управления приведены на рис.2. Система регулируемого ЧКЭ может быть выполнена двухканалышй, с осуществлением программного задания сигналов по каналам частоты и напряжения, что обеспечивает получение механических характеристик экскаваторного типа только с использованием отрицательной связи по напряжению на входе инвертора, что упрощает схемную реализацию системы управления.

Динамические режимы в разомкнутой и замкнутой системе КЧЭ были исследованы методом математического моделировашгя на ЭВМ. На рис. 2,6 приведены графики переходных процессов при пуске в замкнутой системе с контуром регулирования напряжения на входе инвертора. Из графиков видно, что в замкнутой системе электропривода обеспечиваются механические характеристики экскаваторного типа.

Рассмотрены математические модели синхронизированного асинхронного двигателя при питании обмотки ротора постоянным током (рис.3), представленные в виде системы уравнений, структурной схемы и векторных диаграмм при различной степени возбуждения двигателя. Схема питания обмоток ротора является несимметричной, для обеспечения равномерного нагрева обмоток необходимо выполнять циклическое изменение схемы подключения обмоток к источнику питания.

Рис.2. Механические характеристики

а) семейство статических характеристик разомкнутой системы ЧКЭ и синхронизированного электропривода в относительных единицах;

б) динамические характеристики при замкнутой системе управления с контуром регулирования напряжения

2

м*

а)

б)

Рис.3.Синхронизирований АД

В третьей главе диссертации представлены разработки объектно-ориентированных систем электропривода для грузоподъемных механизмов.

Проанализирован синхронный режим работы АД. Момент двигателя определяется по формуле

М = (1)

2 (о1-Хх

где иь Е\ - напряжение и ЭДС статора; т1 - частота статора; Х[ -индуктивное сопротивление обмотки статора; 0- угол нагрузки.

Угол нагрузки регулируется путем изменения величины тока возбуждения в обмотках ротора.

Рассмотрены возможные варианты построения схем синхронизированного электропривода. Исследован режим питания обмоток статора от преобразователя частоты, а обмоток ротора от независимого коммутатора, состоящего из шести ключевых элементов, который связан с питающей сетью через согласующий трансформатор. Экспериментальная схема электропривода приведена на рис.4. Для обеспечения равномерного нагрева фазных обмоток ротора использован коммутатор, выполненный в виде мостовой схемы на базе шести ЮВТ-транзисторов, он осуществляет периодическое шеститактное переключение схем соединения обмоток ротора в соответствии с таблицей 1.

КОММУТАТОР

Рис.4. Экспериментальная схема синхронизированного частотного асинхронного электропривода.

Таблица 1

Последовательность переключений управляемых вентилей

Номер такта (в цикле) Номер вентиля

VI V2 vз V4 V5 V6

1 X X X

2 X X X

3 X X X

4 X X X

5 X X X

6 X X X

В каждом такте включен один вентиль в одной фазе и одном плече коммутатора и два вентиля в других плечах и других фазах коммутатора. Период переключений может составлять 10-30 секунд. Для уменьшения колебаний скорости и момента двигателя в момент переключешы может быть использован принцип широтно-импульсной модуляции напряжения. Статические механические характеристики электропривода являются абсолютно жесткими, что было проверено экспериментально. Было установлено, что контакторное переключение схемы соединения обмоток ротора приводит к просадке скорости двигателя до 3%. При использовании принципа ШИМ-коммутации тока просадка скорости снижается до 1,5%.

Разработаны и исследованы варианты построения систем синхронизированною асинхронного электропривода на базе ЧКЭ с частотно-токовым управлением. Осуществлен синтез регуляторов системы ЧКЭ при построении контура регулирования тока в выпрямленной цепи и контура регулирования напряжения на входе инвертора.

Анализ разработок систем частотно-токового управления АД показал, что наилучшую форму выходного напряжения, максимально приближенную к синусоидальной при диапазоне регулирования частоты до 10:1, обеспечивает инвертор тока на базе полностью управляемых ключевых элементов, с внутренним контуром регулировашш напряжения и релейным ре1улятором напряжения. На базе такого инвертора была разработана схема ЧКЭ, приведенная на рис.5.

РиС. 5. ЧаСТОТКО -Ка СКа ДНЫ И СйНХрОНКЗИрОВаННЬШ ЗЛСКТрО ПрИВОД На баЗС

АИТ с РРН и контуром регулирования выпрямленного тока

А

т1

й

Рис.б. Релейный регулятор напряжения а) функциональная схема; б) мгновенные значения выходного напряжения

В АИТ с релейным регулятором напряжения (РРН) на входе регулятора (рис.6) определяется разность синусоидального сигнала задания и сигнала обратной связи Дм.

А и„

-и и-и.

»1С ~М 1С~и1С

Получешше сигналы поступают на входы блоков гистерезиса, работающих по следующему алгоритму:

(2)

ю

(если Аи^ < -А/2, на выходе активное состояние (0);

если Ди J > А/2, на выходе активное состояние (1),

где Д- модуль гистерезиса, задаваемый из условия точности поддержания напряжения статора и устойчивости работы системы регулирования.

_ -У2 ■/

100 w где и1н - действующее значение номинального напряжешш статора; / -коэффициент, определяющий закон регулирования напряжения при частотном управлении.

Очередной ключевой элемент инвертора переключается, если разность сигналов задания и обратной связи превышает допустимое значение.

АИТ, охваченный контуром внутренней обратной связи по напряжению, реализованной с помощью РРН, по своим динамическим свойствам близок к апериодическому звену с малой постоянной времени, обратно пропорциональной частоте переключений ключевых элементов Т^ »0,001с,

^(^—--тт- (4)

Т„-р + 1

Передаточная функция регулятора тока в выпрямленной цепи имеет

вид

¿'Уд ' К ц К-р I

где кп , Тп - коэффициент передачи и постоянная времени управляемого выпрямителя; к- - коэффициент обратной связи по току; 7?э , Тэ -эквивалентное приведешюе активное сопротивление и постоянная времени звена постоянного тока.

Функциональный блок Р (рис.5) осуществляет расчет задания на ток в выпрямленной цепи на основании информации о величинах задаваемых входных сигналов амплитуды и частоты напряжения статора и сигнала обратной связи по току статора.

Для грузоподъемных механизмов, работающих в металлургическом, например, конверторном производстве, требуются абсолютно жесткие регулировочные характеристики электропривода с диапазоном регулирования скорости до 5:1. Для получения таких характеристик предложено совместить принципы частотно-каскадного управления и синхронизации.

В функциональной схеме электропривода, показанной на рис.7,а, коммутатор включен в общее звено постоянного тока. Коммутатор содержит шесть ключевых элементов К1-К6 с односторонней проводимостью, соединенных в мостовую схему, в качестве ключевых элементов могут служить, например, ЮВТ-транзисторы или в наиболее простом варианте элементами моста являются последовательно

п

соединенные силовой контакт и диод. При частотно-каскадном управлении пуском коммутатор работает в режиме диодного выпрямителя. В синхронном режиме коммутатор работает в одном из трех возможных состояний ключевых элементов, последовательность коммутаций схем соединения обмоток ротора задана программно в виде таблицы, находящейся в памяти управляющего контроллера.

Таблица 2

Последовательность включений управляемых вентилей коммутатора

Номер такта 'в цикле) Номер вентиля

К1 К2 КЗ К4 К5 Кб

1 X X X

2 X X X

3 X X X

реЛ-

К К2.

X

иссопе

а) б)

Рис.7. Частотно-каскадный синхронизированный электропривод

а) функциональная схема силовой части;

б) механические характеристики

Схема предстоящего включения обмоток ротора определяется контроллером при отключенном состоянии электропривода и реализуется при переходе от режима пуска к синхронному режиму.

В частотно-каскадном синхронизированном электроприводе, механические характеристики которого приведены на 7,6, осуществляются режимы: пусковой (линия 1); регулирования скорости (линия 2); синхронный с обеспечением пониженной скорости (линия 3); синхронный для стабилизации основной скорости (лшшя 4); торможения с рекуперацией энергии в сеть (линия 5), при котором подключенный к сети регулируемый преобразователь переводится в инверторный режим.

Таким образом, разработана система электропривода па базе АД ФР с обеспечением механических характеристик экскаваторного типа и

абсолютно жестких регулировочных характеристик, основанная на сочетании принципов: частотно-каска дно го управления процессом пуска с возвратом энергии скольжения в общее звено постоянного тока и перехода в синхронный режим двигателя в установившемся режиме.

В четнертой главе рассмотрены вопросы управления динамическими процессами в электромеханических системах (ЭМС) механизмов передвижения грузов.

На базе систем дифференциально-алгебраических уравнений были построены структурные схемы двухмассовой одподвигательной системы, характерной для механизма передвижения тележки, двухмассовой и трёхмассовой двух двигательных систем (рис.8), характерных для механизма передвижения моста крана, и проведено исследование их динамических свойств аналитическими методами и методом математического моделирования. Анализ структурной схемы двухмассовой двухдвигательной системы позволил определить эквивалентную передаточную функцию системы между входным сигналом - скоростью холостого хода двигателя со0(р) и выходным сигналом упругим моментом М12(р), которая имеет вид:

где Мц - упругий момент в элементе, связывающий первую и вторую приведённые массы; с¡2 - жёсткость упругих связей; J¡, .12 - приведённые моменты инерции масс; ¡3 - модуль жёсткости механической характеристики двигателя.

Поскольку частоты упругих колебаний в ЭМС грузоподъемных механизмов значительно (более чем на порядок) ниже частот колебаний электромагнитного момента АД, электромагнитной постоянной АД можно пренебречь. При исследовании двухмассовой и трёхмассовой двухдвигательных систем передаточные функции двигателей были приняты

/НА--Л)

(6)

сч

Рис.8.Структурная схема трехмассовой двухдвигательной системы

Методом математического моделирования двухмассовой ЭМС было доказано, что в упругих системах с двухдвигательным электроприводом демпфирующая способность электропривода увеличивается при увеличении жесткости механических характеристик двигателей. На основании анализа двухмассовой и трехмассовой двухдвигательной ЭМС установлено, что использование формирователя фронта момента позволяет снижать динамические нагрузки в металлоконструкциях крановых механизмов.

а) б)

Рис.9. Переходные процессы при пуске трехмассовой системы а) без формирователя фронта; б) с параболическим формирователем фронта

о t

Рис. 10. Переходная характеристика параболического задатчшса интенсивности В качестве формирователя фронта сигнала задания можно использовать линейные и нелинейные звенья различного вида. Анализ результатов математического моделирования пуска трехмассовой системы с шбкоподвешенным грузом показывает (рис. 9), что наибольший эффект снижения динамических нагрузок в ЭМС, в том числе и по сравнению с задатчиком интенсивности с линейно-нарастающим фронтом сигнала задания, обеспечивает нелинейный задатчик интенсивности с фронтом в виде участка параболической функции, его переходная характеристика приведена на рис.10. Данный элемент целесообразно использовать для ограничения динамических нагрузок, в том числе раскачивания груза, в системах электропривода грузоподъемных механизмов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Теоретические и практические вопросы рационального управления асинхронным двигателем с фазным ротором в условиях эксплуатации грузоподъемных механизмов нельзя считать решёнными в полной мере, так как в настоящее время продолжается широкое использование неэкономичных систем параметрического управления. Разработка систем частотно-каскадного и синхронизированного асинхронного электропривода, использующих экономичный частотный принцип управления, является перспективной и актуальной.

2. Использование инвертора тока с релейным регулятором и внутренним контуром регулирования напряжения в системе частотно-каскадного электропривода позволяет улучшить форму напряжения и тока в цепи статора двигателя. Разработана методика анализа и синтеза системы автоматического управления частотно-каскадным электроприводом с релейным регулятором и внутренним контуром регулирования напряжения.

3. В системе частотного синхронизированного асинхронного электропривода, построенной на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, энергия подводится из сети к обмоткам статора через преобразователь частоты и к обмоткам ротора через коммутатор, что позволяет реализовать синхронный режим и регулирование частоты вращения. Для обеспечения равномерного нагрева обмоток ротора коммутатор должен периодически изменять схему подключения обмоток ротора к источнику питания, для ограничения колебаний момента двигателя при коммутации тока ротора используется режим ШИМ-модуляции.

4. Система частотно-каскадного электропривода с замкнутым контуром регулирования напряжения на входе инвертора тока обеспечивает стабилизацию момента двигателя в пусковом режиме и формирует механические характеристики экскаваторного типа, в установившемся режиме при любой частоте вращения поля статора асинхронный двигатель легко переводится в синхронный режим работы путем включения обмоток ротора в общее звено постоянного тока, что позволяет получить абсолютно жесткие механические характеристики.

5. Разработан метод ограничения динамических нагрузок в упругосвязанных электромеханических системах грузоподъемных механизмов, заключающийся в плавном изменении переднего фронта нарастания момента двигателей по нелинейному закону, аппроксимируемому отрезком параболы.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах: Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Мещеряков В.Н. Коррекция динамических свойств электромеханических систем подъемно-транспортных механизмов, управляемых двухдвигательпым электроприводом / В.Н. Мещеряков, В.В. Шегггухин // Вести вузов Черноземья. 2009. №3.-С.7-10.

2. Башлыков A.M. Особенности управления синхронизированным асинхронным электроприводом / А.М.Башлыков, В.В. Шептухин, О.В. Мещерякова //Вести вузов Черноземья. 2010. №3.-С,3-5.

3. Мещеряков В.Н. Инверторы и преобразователи частоты для асинхронных электроприводов: учеб. пособие / В.Н. Мещеряков, В.В. Шептухин. Липецк: Изд-во ЛФ МИКТ, 2010,- 48 с.

Статьи и материалы конференций:

4. Мещеряков В.Н. Анализ электроприводов крановых механизмов с точки зрения работоспособности и энергосбережения / В.НМещеряков, М.Н. Шкарин, В.В. Шептухин // Энергетика и энергоэффективные технологии: П Междунар. науч.-техн. конф. Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2007.- С.272-276.

5. Мещеряков В.Н. Функциональные преобразования и реальные ограничения в системах управления вентильными преобразователями / В.Н.Мещеряков, В.В. Шептухин // Энергообеспечение и безопасность: сб. материалов II Междунар. Интернет-конференции. Орел, 2008.-С. 12-15.

6. Мещеряков В.Н. Системы частотно-каскадного асинхронного электропривода на базе инвертора тока с релейным регулятором напряжения / В.Н. Мещеряков, В.В. Шептухин // Информационные технологии в связи, вычислительной технике и энергетике: сб. докл. Междунар. конф. Воронеж: МИКТ, 2010. Ч.З.-С.128-129.

Кинги:

Подписано в печать 25.04.2011. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов Усл. печ. л. 1,0. Тираж 85 экз. Заказ № 11

НОУ ВПО

«Междушродный институт компьютерных технологий» 394026 Воронеж, ул. Солнечная, 29 б

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МЕХАНИЗМОВ НА БАЗЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ И ТЕНДЕНЦИЙ ИХ РАЗВИТИЯ.

1.1. Современное состояние и тенденции развития электроприводов грузоподъемных механизмов.

1.2. Системы частотно-каскадного электропривода и синхронизированного асинхронного электропривода.

1.3. Обзор разработок и исследований в области динамики электромеханических систем грузоподъемных механизмов.

Выводы.

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА БАЗЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ.

2.1. Математические модели асинхронного двигателя с фазным ротором и систем «вентильный преобразователь - асинхронный двигатель» при приведении параметров двигателя к звену постоянного тока

2.2. Математические модели систем частотно-каскадного асинхронного электропривода.

2.3. Математическая модель синхронизированного асинхронного двигателя.

2.4. Математическое описание статического режима работы синхронизированного асинхронного двигателя.

Выводы.

3. СИСТЕМЫ СИНХРОНИЗИРОВАННОГО И ЧАСТОТНО-КАСКАДНОГО

АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

3.1. Синхронизированный частотный асинхронный электропривод на базе преобразователя частоты и коммутатора тока в цепи ротора.

3.2. Синхронизированный частотно-каскадный асинхронный электропривод на базе инвертора тока и коммутатора с общим звеном постоянного тока

3.3. Система частотно-каскадного синхронизированного электропривода на базе инвертора тока с релейным регулятором напряжения.

3.4. Адаптация системы частотно-каскадного синхронизированного электропривода к условиям работы мостового крана.

Выводы.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ УПРУГОСВЯЗАННЫХ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МЕХАНИЗМОВ.

4.1. Математические модели электромеханических систем грузоподъемных механизмов

4.2. Исследование динамики двухмассовой электромеханической системы на основе анализа структурной схемы.

4.3. Исследование на математической модели влияния жесткости механических характеристик двигателей двухмассовой ЭМС на динамику системы.

4.4. Влияние управляющих воздействий электропривода на динамические нагрузки в электромеханических системах.

Выводы.

Актуальность работы.

Энергосбережение стало одним из приоритетных направлений технического перевооружения, при этом наилучшие результаты получены при внедрении преобразователей частоты в системах электропривода на базе асинхронных короткозамкнутых двигателей (АД КЗ). Все модели выпускаемых частотных преобразователей ориентированы на АД КЗ, в то время как на грузоподъемных механизмах наиболее распространены электроприводы на базе асинхронных двигателей с фазным ротором (АД ФР), вследствие простоты параметрического резисторно-контакторного регулирования скорости, осуществляемого путем коммутаций сопротивлений в цепи ротора. Повышение требований к точности позиционирования перемещаемых грузов заставляет переходить к использованию систем электропривода с диапазоном регулирования скорости до 10:1 без использования датчика скорости. Типовые системы частотного асинхронного электропривода на базе инвертора напряжения со скалярным управлением не в полной мере удовлетворяют таким требованиям, т.к. рабочий участок естественной и регулировочных механических характеристик асинхронного двигателя при скалярном частотном управлении без датчика скорости имеет недостаточную жесткость. Поэтому при частотном регулировании АД изменение нагрузок на валу двигателя сопровождается значительным изменением скорости. Особенно сильно этот недостаток проявляется при получении пониженной скорости в системах двухдвигательного и многодвигательного электропривода.

Для грузоподъемных механизмов требуются системы электропривода, имеющие механические характеристики экскаваторного типа, и обеспечивающие регулирование и стабилизацию частоты вращения и стабилизацию пускового момента АД ФР. Такие характеристики можно получить в системах асинхронного электропривода с частотно-токовым управлением, в частности частотно-каскадного электропривода. Применение современной элементной базы, позволяющей усовершенствовать алгоритмы управления, например, инвертора тока с релейным регулятором напряжения, позволяет расширить функциональные возможности данного электропривода, можно также получить абсолютно жесткие регулировочные механические характеристики без использования контура регулирования скорости за счет перевода асинхронного двигателя в синхронный режим работы. В таком электроприводе рационально используются конструктивные особенности АД ФР - возможность управления частотой и напряжением в цепи статора и прямого подведения энергии в роторную обмотку. При синхронном режиме работы асинхронного электропривода обеспечиваются высокие энергетические показатели, т.к. при оптимальном значении тока возбуждения величина тока статора минимальна.

Таким образом, для грузоподъемных механизмов актуальным является построение простой и работоспособной энергосберегающей системы частотно-токового электропривода на базе АД ФР, без датчика скорости, обеспечивающей переход в синхронный режим при регулировании частоты вращения в диапазоне до 10:1 и стабилизацию пускового момента. Разрабатываемые системы электропривода на базе АД ФР должны обладать не только высокими энергетическими показателями, но и иметь хорошие динамические свойства, обеспечивая демпфирование колебаний при работе на грузоподъемных механизмах, обладающих упругими связями

Работа выполнена в рамках программы Минобрнауки РФ «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы».

Целью работы является анализ и синтез систем частотно-токового синхронизированного электропривода на базе асинхронного двигателя с фазным ротором с обеспечением их динамических и статических характеристик благоприятных для использования на грузоподъемных механизмах.

Задачи работы :

- критический анализ современного состояния и направлений развития электроприводов грузоподъемных механизмов, с точки зрения динамических свойств, работоспособности, экономичности, совместимости с механическим оборудованием, уточнение требований, предъявляемых к разрабатываемым системам электропривода;

- разработка системы частотно-каскадного асинхронного электропривода на базе автономного инвертора тока с релейным регулятором напряжения, с проведением анализа и синтеза системы автоматического управления; исследование электромагнитных и электромеханических свойств асинхронного двигателя с фазным ротором при синхронном режиме работы, обеспечивающем абсолютно жесткие механические характеристики электропривода;

- разработка и исследование системы асинхронного электропривода с частотно-каскадным пуском и синхронизированным установившимся режимом работы;

- математическое моделирование динамических процессов, разработка и исследование методов ограничения динамических нагрузок в упругосвязанных электромеханических системах, описывающих движение грузоподъемного механизма с гибко подвешенным грузом.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Поставленные в работе задачи решались: методами теории автоматического управления, методами математического моделирования динамических процессов, методами экспериментального подтверждения.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

- разработан принцип управления АД ФР, заключающийся в одновременном управлении переменными в обмотках статора и ротора двигателя при последовательном соединении обмоток статора и ротора двигателя через выпрямительно-инверторные элементы, связанные через общее звено постоянного тока, отличающийся поддержанием на заданном уровне мгновенных значений напряжения на выходе инвертора тока; разработана система частотно-каскадного синхронизированного асинхронного электропривода на базе АД ФР, отличающаяся возможностью реализации частотно-каскадного пуска и перехода к синхронизированному установившемуся режиму работы; разработан метод коррекции систем управления частотно-каскадным асинхронным электроприводом, отличающийся учетом нелинейности характеристик, определяющих влияние разности эдс статора и ротора на величину тока в выпрямленной цепи;

- на основании исследования математических моделей ЭМС разработаны методы ограничения их динамических нагрузок, отличающиеся повышением демпфирующей способности двухдвигательного электропривода упругосвязанных ЭМС за счет обеспечения «экскаваторных» механических характеристик двигателя с «жестким» рабочим участком, и плавного изменения переднего фронта нарастания момента двигателей по нелинейному закону, аппроксимируемому отрезком параболы.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ состоит в том, что:

- разработаны новые системы частотно-каскадного синхронизированного асинхронного электропривода, которые обеспечивают плавное регулирование частоты вращения двигателя и абсолютно жесткие на рабочем участке механические характеристики;

- улучшена форма напряжения, питающего обмотку статора двигателя в системе частотно-каскадного электропривода; разработанные системы асинхронного электропривода, имеющие механические характеристики экскаваторного типа, обеспечивают ограничение динамических нагрузок в электромеханических системах механизмов передвижения грузов;

ДОСТОВЕРНОСТЬ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ Подтверждается математическим обоснованием разработанных моделей, хорошей сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, сопоставимостью полученных результатов с положениями общей теории электропривода.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Основные научные положения, результаты и практические рекомендации диссертационной работы докладывались на 2 Международной науч.-техн. конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии» 4-5 октября 2007г. Липецк, 2-й Международной Интернет-конференции «Энергообеспечение и безопасность» Орел. - 2008, Региональной научно-технической конференции «Технические науки - региону» Липецк, 28-29 октября 2010.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

- система частотно-каскадного асинхронного электропривода на базе автономного инвертора тока с релейным регулятором напряжения; результаты анализа, синтеза и коррекции систем частотно-каскадного асинхронного электропривода при совместном управлении процессами в обмотках статора и ротора двигателя;

- результаты исследования электромагнитных и электромеханических свойств асинхронного двигателя с фазным ротором при синхронном режиме работы, обеспечивающем абсолютно жесткие механические характеристики электропривода;

- разработанные схемные решения на базе частотно-каскадного и синхронизированного асинхронного электропривода, позволяющие формировать механические характеристики экскаваторного типа и регулировать частоту вращения двигателя; результаты анализа и принципы коррекции динамических свойств двухмассовых и трехмассовых ЭМС;

- методы ограничения динамических нагрузок в ЭМС, заключающиеся в повышении демпфирующей способности двухдвигательного электропривода упругосвязанных ЭМС за счет использовании жестких механических характеристик двигателя, и плавном изменении переднего фронта нарастания момента двигателя.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них 3 статьи, 1 доклад и 2 тезиса докладов на конференциях.

Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объём диссертации - 201 страница, в том числе 173 страницы основного текста, включающего 61 рисунок, 4 таблицы, список литературы из 108 наименований, 12 приложений.

выводы

1. Причиной возникновения упругих колебаний в ЭМС механизмов, металлоконструкции которых имеют значительные инерционные массы и обладают конечной жёсткостью элементов, являются возмущающие воздействия, вызванные силами трения и управляющие воздействия со стороны электропривода.

2. Динамические процессы в электромеханических системах высокоинерционных механизмов с распределенными массами, с учетом приведения всех параметров системы к валам двигателей, могут быть описаны и исследованы на базе трехмассовых и двухмассовых математических моделей.

3. Применение систем регулируемого электропривода, обладающих механическими характеристиками «экскаваторного» типа, повышает производительность. Чем ближе механическая характеристика к идеальной «экскаваторной» - с мягким наклонным пусковым участком и жестким рабочим участком, тем лучше стабилизация постоянства ускорения при пуске.

4. Демпфирующая способность двухдвигательного электропривода с разомкнутой системой управления определяется жесткостью механических характеристик двигателя, она увеличивается при увеличении жёсткости механических характеристик.

5. Ограничение динамических нагрузок в электромеханических системах может быть достигнуто за счёт формирования переднего фронта нарастания момента двигателя в системах с однодвигательным и двухдвигатель-ным электроприводом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Теоретические и практические вопросы рационального управления асинхронным двигателем с фазным ротором в условиях эксплуатации грузоподъемных механизмов нельзя, считать решёнными в полной мере, так как в настоящее время продолжается широкое использование неэкономичных систем параметрического управления. Разработка систем частотно-каскадного и синхронизированного асинхронного электропривода, использующих экономичный частотный принцип управления является перспективной и актуальной.

2. Использование инвертора тока с релейным регулятором и внутренним контуром регулирования напряжения в системе частотно-каскадного электропривода позволяет улучшить форму напряжения и тока в цепи статора двигателя. Разработана методика анализа и синтеза системы автоматического управления частотно-каскадным электроприводом с релейным регулятором и внутренним контуром регулирования напряжения.

3. В системе частотного синхронизированного асинхронного электропривода, построенной на базе асинхронного двигателя с фазным ротором, энергия подводится из сети к обмоткам статора через преобразователь частоты и к обмоткам ротора через коммутатор, что позволяет реализовать синхронный режим и регулирование частоты вращения. Для обеспечения равномерного нагрева обмоток ротора коммутатор должен периодически изменять схему подключения обмоток ротора к источнику питания, для ограничения колебаний момента двигателя при коммутации тока ротора используется режим ШИМ-модуляции.

4. Система частотно-каскадного электропривода с замкнутым контуром регулирования напряжения на входе инвертора тока обеспечивает стабилизацию момента двигателя в пусковом режиме и формирует механические характеристики экскаваторного типа, в установившемся режиме при любой частоте вращения поля статора асинхронный двигатель легко переводится в синхронный режим работы путем включения обмоток ротора в общее звено постоянного тока, что позволяет получить абсолютно жесткие механические характеристики.

5. Разработан метод ограничения динамических нагрузок в упругосвязан-ных электромеханических системах грузоподъемных механизмов, заключающиеся в плавном изменении переднего фронта нарастания момента двигателей по нелинейному закону, аппроксимируемому отрезком параболы.

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

2. Абрамович, И.И. Облегчённые конструкции в машиностроении текст. / И.ИАбрамович М.: Подъемно-транспортное оборудование. ЦНИИТЭИ тяжмаш, 1982, №32. - 48 с.

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

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

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

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

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

8. Соколов, М.М. Состояние и перспективы развития автоматизированногоэлектропривода подъемно-транспортных механизмов / М.М.Соколов, A.B.

9. Шинянский, В.В.Москаленко, А.Г .Яуре //Электричество, 1973, №3. с.26-29.

10. Герасимяк, Р.П. Электроприводы крановых механизмов текст. /

11. Р.П.Герасимяк, В.А.Параил.- М.Энергия, 1970. 136 с.

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

13. Яуре, А.Г. Применение асинхронных короткозамкнутых двигателей для механизмов передвижения грузоподъемных кранов текст. / А.Г.Яуре, З.Е.Шафиров //Электротехника, 1984, №8, С. 29-31.

14. Bose, В. К. Modern power electronics and AC drives. — New Jersey, USA: Prentice Hall PTR, 2002. — 711 pp.

15. Bose, В. К. Power Electronics and Motor Drives. Advances and Trends. — New Jersey, USA: Elsevier, 2006. — 917 pp.

16. Emadi, A. Handbook of Automotive Power Electronics and Motor Drives// New Jersey, USA, 2005. — 632 c.

17. Hava, A. M., Kerkman R. J., Lipo T. A. Simple analytical and graphical methods for carrier-based pwm-vsi drives // IEEE Transactions on power electronics. — 1999. — no. 14.

18. Hughes, A. Electric Motors and Drives. Fundamentals,Types and Applications. Third edition. — Oxford, Great Britain: Elsevier, 2006. — 410 pp.

19. Бернштейн, А. Я. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе текст. / А. Я. Бернштейн, Ю. М. Гусяцкий, А. В. Кудрявцев, Р. С. Сарбатов. —М.: Энергия, 1980. — 328 с.

20. Ключев, В.И. Теория электропривода текст. / В.И.Ключев. М.: Энергоатомиздат, 1998. - 698 с.

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

22. Вольдек, А. И. Электрические машины текст. / А.И.Вольдек. Ленингр. : Энергия, 1978. - 832 с.

23. Костенко, М.П. Электрические машины. Часть 1, 2-е изд. текст. / М.П. Костенко, Л.М.Пиотровский. М.-Л-: Энергия, 1964. - 544с.

24. Масандилов, Л.Б. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей 2-е изд. текст. / Л.Б.Масандилов, В.В.Москаленко. - М.: Энергия, 1978. - 96 с.

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

26. Онищенко, Г.Б. Асинхронные вентильные каскады и двигатели двойного питания текст. / Г.Б.Онищенко, И.Л.Локтева. М.: Энергия, 1979.- 200 с.

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

28. Вейнгер, А. М. Регулируемый синхронный электропривод Текст. / А. М. Вейнгер. М.: Энергоатомиздат, 1985. — 224 с.

29. Шулаков, Н.В. Асинхронный вентильный каскад с последовательным возбуждением двигателя текст. / Н.В.Шулаков, E.H. Медведев: //Изв. Вузов. Электромеханика, 1988 с. 47-54.

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

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

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

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

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

35. Гайдамака, В.Ф. Новые пусковые и тормозные устройства грузоподъёмных машин текст. / В.Ф.Гайдамака. -.Харьков: Вища школа, 1975. 104с.

36. Шумков, Е.Б. Энергетика электроприводов портовых перегрузочных машин текст. / Е.Б.Шумков М.: Транспорт, 1984.- 272 с.

37. Ильинский, Н.Ф. Автоматизированный электропривод текст. / под ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова.//М.'.Энергоатомиздат, 1990. 542с.

38. Петров, Л.П. Управление пуском и торможением асинхронных двигателей текст. / Л.П. Петров. М. : Энергоиздат, 1981.-184с.

39. Браславский, И.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод спараметрическим управлением текст. / И.Я.Браславский М.: Энергоиздат, 1988. - 224 с.

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

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

42. А. с. 1251241 СССР. Синхронизированная асинхронная машина текст. / С. А. Безверхий, С. И. Луковников / Открытия. Изобретения, 1978. — №30.

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

44. А.с. 1577030. Трёхфазный резонансный инвертор текст. /А.Б.Иванов,

45. В.Н.Мещеряков, ЛЛ.Теличко, В.Пивоваров// Открытия. Изобретения.1990. №36.

46. Богданов, И.Н. Автономные инверторы и преобразователи частоты текст. / И.Н.Богданов, ГН.Горбачев, Ю.С.Забродин, В.А.Лабунцов // Учебное пособие. М.: МЭИ. 1977. 70 с.

47. Розанов, Ю.К. Основы силовой электроники текст. / Ю.К. Розанов. М.: Энергоатомиздат, 1992. -296 с.

48. Белов, М.П. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов текст. / М.П.Белов, В.А.Новиков, Л.Н.Рассудов. М.: Академ1а. 2004. 576 с.

49. Браславский, И .Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод текст. / И.Я.Браславский, З.Ш. Ишматов, В.Н. Поляков. М.: Академ1а. 2004.250 с.

50. Перельмутер, В.М. Комплектные тиристорные электроприводы. Справочник текст. / Под ред. В.М.Перельмутера. М.: Энергоатомиздат, 1988.-319 с.

51. Мелешин, В. И. Транзисторная преобразовательная техника текст. / В.И.Мелешин.- М.: Техносфера, 2005. 632 с.

52. Wu, В. High power converters and AC drives/ New Jersey, USA: A John

53. Wiley and Sons, Inc., 2006. 333 pp.

54. Luo, F. L., Ye H., Rashid M. Digital power electronics and applications. — San Diego, USA: Elsevier, 2005. 408 pp.

55. Mohan, N., Undeland T. M., Robbins W. P. Power Electronics. Converters, applications and desing. Second edition. — уточнить: A John Wiley and Sons, Inc., 9999. 802 pp.

56. O.Neacsu D. Power-switching converters. Medium and High Power. — уточнить: Taylor and Francis Group, 2006. 355 pp.

57. Barnes M. Practical Variable Speed Drives and Power Electronics. — yTO4HHTb:Elsevier, 2003. 286 pp.

58. Соколовский, Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотнымрегулированием текст. / Г.Г.Соколовский. -М.: Академия.-2006.-264 с.

59. Аракелян, А.К. Вентильный электропривод с синхронным двигателем и зависимым инвертором/ А.К.Аракелян, А.А.Афанасьев, М.Г. Чиликин. М.: Энергия, 1977. 224 с.

60. Ахматов, М. Г. Синхронные машины с продольно-поперечным возбуждением текст. / М. Г. Ахматов. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 277 с.

61. Копылов, И.П. Бесконтактный асинхронизированный синхронный двигатель текст. / И.П.Копылов, Ю.П.Сонин, И.В.Гуляев, В.В.Никулин// Электротехника. 1999. №9. С.29-32.

62. Ботвинник, М.М. Аправляемая машина переменного тока текст. / М.М.Ботвинник, Ю.Г.Шакарян. М.: Наука. 1969. 142 с.

63. Гуляев И.В. Обобщенная электромеханическая система на основе асинхронизированного вентильного двигателя текст. / И.В.Гуляев. -Саранск. Изд. Мордовского ун-та. 2004. 85 с.

64. Гуляев, И.В. Обобщенная электромеханическая система на основе асинхронизированной вентильной машины в режиме синхронного двигателя текст. / И.В.Гуляев, В.В.Никулин. Изд. Мордовского ун-та. 2007. 120 с.

65. Шакарян, Ю. Г. Асинхронизированные синхронные машины текст. / Ю. Г. Шакарян. — М.: Высшая школа, 1984. 237 с.

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

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

68. А. с. 782062 СССР. Синхронизированный асинхронный двигатель текст. / Р. Б. Авринский, В. П. Пригода (СССР). — Открытия. Изобретения, 1980.-№43.

69. Патент №2263388. Синхронизированный асинхронный двигатель. В.Н.Мещеряков, А.А.Соломатин// Открытия. Изобретения.2005. №30, МКИН02Р 1/50.

70. Патент 2342766 РФ. Синхронизированный асинхронный двигатель /В.Н. Мещеряков// Открытия. Изобретения. 2008. Бюл.№36, МКИ Н02Р 27/06.

71. Соломатин, A.A. Синхронизированный асинхронный электропривод с частотным управлением текст. / А.А.Соломатин, В.Н.Мещеряков П.Н.Левин // Изв. вузов Электромеханика. 2009, №2. С.51-55.

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

73. Балашов, В.П. Боковые силы в кранах постового типа в периоды пуска и торможения текст. / В.П.Балашов. Труды ВНИИПТМАШ. 1969. 7 /91/с.121-127.

74. Балашов, В.П. Моделирование сил перекоса мостового крана текст. /

75. B.П.Балашов. Труды ВНИИПТМАШ, 1970, вып.8 /103/.

76. Герасимяк, Р.П. Динамика асинхронного электропривода с параметрическим управлением крановых механизмов текст. / Р.П.Герасимяк // Электротехн. пром. сер. Электропривод, 1982, 3/101.1. C.7-9.

77. Герасимяк Р.П. Динамика асинхронных электроприводов крановых Механизмов текст. / Р.П.Герасимяк. М.: Энергоатомиздат, 1966.-168с.

78. Dresig, Н. Berechnung extremer dynamischer Belastungen in Unstetigforderern. Deutsche Hebe und Fordertechnik, 1978, V 23, №4, p.69-71.

79. Квартальнов, Б. В. Динамика электроприводов с упругими связями текст. / Б.В.Квартальнов.-Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1965.-87с.

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

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

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

83. Ключев, В. И. Динамика автоматизированного электропривода с упругой170механической связью текст. / В.И.Ключев, В.И.Яковлев, ЛЯ.Теличко и др.// Электричество, 1973, №3. С. 40-45.

84. Соколов, М.М. Динамика и демпфирование колебаний при работе электроприводов механизма перемещения текст. / М.М.Соколов, Л.Б.Масандилов , Ю.И.Феснко и др //.- Электричество, 1976, №5, с.23-27.

85. Тищенко, В.Н. Динамика многодвигательных асинхронных электроприводов грузоподъемных кранов при нарушении сцепления приводных колес с рельсами текст. / В.Н.Тищенко, В.Н.Шамардина // Электротехн. пром. Электропривод, 1983, №9/119, с.13-16.

86. Бургин, Б.Ш. Анализ амплитудно-частотной характеристики электропривода с упругой связью при варьировании параметров электромеханической системы текст. / Б.Ш.Бургин // Электричество, 1968. № 10. с. 33-37.

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

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

89. Быков, Ю.Г. Жесткость тяговой характеристики асинхронного двигателя с учетом ускорения ротора при срыве сцепления текст. / Ю.Г.Быков, А.Л.Лувишис // Электротехн. Пром. сер. Тяговое и подъем.-трансп. электрооборуд., 1984, № 6/86, с. 1-3.

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

91. Башарин, A.B. Примеры расчета автоматизированного электропривода на ЭВМ текст. / A.B. Башарин, Ю.В.Постников.-Ленингр.: Энергоиздат, 1990. 512 с.

92. Данилов, П.Е. Расчет механических характеристик асинхронного двигателя с трехфазным мостовым выпрямителем в роторной цепи текст. / П.Е.Данилов //Электротехн. пром сер. Электропривод, 1979, №9/80, С.4-7.

93. Егоров, В.Н.,Цифровое моделирование систем электропривода текст. / В.Н. Егоров В.Н., О.В.Корженевский-Яковлев. -Д.: Энергоатомиздат. Ленинградское отд-ние.-1986. 168с.

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

95. Мещеряков, В.Н. Моделирование динамических процессов в системе асинхронного электропривода. Учебное пособие текст. / В.Н.Мещеряков, В.В.Федоров. -Липецк.: ЛГТУ. -1998. 65с.

96. Мещеряков, В.Н., Математические модели асинхронного, вентильного и вентильно-индукторного двигателей и исследование их динамических свойств структурно-топологическим методом текст. / Липецк; Изд. ЛГТУ.-2007, 112с.

97. Дурнев, В.И. Опыт эксплуатации мостовых кранов с устройствами электродинамического торможения текст. / В.И.Дурнев, А.А.Романча,

98. А.И Танатар и др.// Промышленная энергетика, 1986, №2. С. 13-15.

99. Марголин, Ш.М. Точная остановка электроприводов текст. / Ш.М.Марголин. -М: Энергоатомиздат, 1984. -104с.

100. Мейстель, A.M. Динамическое торможение приводов с асинхронными двигателями текст. / А.М.Мейстель.- М.: Энергия, 1967. 134с.

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

102. Ильинский Н.Ф., Рожанковский Ю.В., Горнов А.О. Энергосбережениев электроприводе текст. / Н.Ф.Ильинский, Ю.В.Рожановский, А.О.Горнов. М.: Высшая школа, 1989. 126 с.

103. Проектирование электрических машин текст. / под ред. И. П. Копылова. М.: Высшая школа, 2002. - 759 с.

104. Чиликин, М.Г. Теория автоматизированного электропривода текст. / Чиликин М.Г, Ключев В.И., Сандлер A.C. .- М.: Энергия, 1979. 614 с.

105. W. Leonhard. Control of Electric Drives. Springer-Verlag, Berlin, pp.244.259, 1995.

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

107. Крупович, В.И. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами текст. / Под редакцией В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л.Самовера. -М.: Энергоиздат, 1982.- 416 е.

108. Перельмутер, М.М. Некоторые особенности расчета электроприводовкрановой тележки / М.М.Перельмутер // Электричество, 1976, №1, С.52-55.

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

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