автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка и исследование системы "Тиристорный преобразователь напряжения - асинхронный двигатель" с вычислителем скорости ротора по ЭДС статора

На правах рукописи

НЕСТЕРОВ КОНСТАНТИН ЕВГЕНЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ «ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ -АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ» С ВЫЧИСЛИТЕЛЕМ СКОРОСТИ РОТОРА ПО ЭДС СТАТОРА

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

и I .

Екатеринбург 2009

Работа выполнена на кафедре "Электропривод и автоматизация промышленных установок" ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», г. Екатеринбург.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Браславский Исаак Яковлевич

Научный консультант:

доктор технических наук, доцент Зюзев Анатолий Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Черных Илья Викторович

Лауреат премии Совета Министров СССР кандидат технических наук Альшиц Виктор Миронович

Ведущая организация: ЗАО "Автоматизированные системы и комплексы", г. Екатеринбург

Защита диссертации состоится 20 мая 2009 г. в 14 ч 15 мин на заседании диссертационного совета Д.212.285.03 по адресу: 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19, ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», ЭТФ, аудитория Э - 406.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять на имя учёного секретаря диссертационного совета Д 212.285.03 по адресу: 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19, УГТУ - УПИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина».

Автореферат разослан 17 апреля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.285.03 доцент, д.т.н. /•'УЛ с-Л'!/'» А.М. Зюзев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Из всех типов приводов наибольшее распространение в настоящее время получил асинхронный электропривод. Большая часть регулируемых асинхронных электроприводов выполняется по системе «преобразователь частоты - асинхронный двигатель» (ПЧ-АД) или на основе системы «тиристорный преобразователь напряжения - асинхронный двигатель» (ТПН-АД). Основная область применения ТПН - обеспечение плавного пуска асинхронных двигателей, которое в существующих системах реализуется известными способами: формированием временной диаграммы напряжения, ограничением пускового тока или момента двигателя. Указанные способы не обеспечивают поддержания заданного темпа разгона двигателя при изменяющихся параметрах нагрузки на валу, что является необходимым требованием для ряда механизмов. Гарантированное обеспечение заданного темпа разгона механизма с асинхронным тиристорным электроприводом может быть получено только в замкнутой по скорости системе управления, для чего необходимо иметь сигнал обратной связи по скорости. Установка датчика скорости на валу двигателя приводит к снижению надёжности привода и, кроме того, часто затруднена, а в ряде случаев вообще невозможна. Известные способы косвенной оценки скорости двигателя в системе ТПН-АД имеют ряд недостатков и, главное, не используют для оценки скорости характерную особенность работы данной системы - наличие бестоковых пауз при регулировании напряжения, во время которых на статоре двигателя присутствует наведённая ЭДС, зависящая от скорости двигателя.

Из сказанного следует, что задача повышения качества управления пуско-тормозными режимами двигателя в системах ТПН-АД без датчиков на валу является актуальной.

Работа продолжает исследования в области систем ТПН-АД, в течение многих лет проводимые на кафедре "Электропривод и автоматизация промышленных установок" УГТУ-УПИ. Методологической основой

исследований являются научные работы, выполненные под руководство профессора Браславского И.Я.

Объектом исследования выступает система ТПН-АД с вычислителе скорости, использующим информацию о непосредственно измеряемой ЭД статора.

Целью работы является повышение качества управления пуско тормозными режимами двигателя в системах ТПН-АД без датчиков на валу.

Основные задачи исследований:

1. Анализ возможных методов оценки скорости асинхронного двигателя системах ТПН-АД и определение наиболее перспективного из них.

2. Разработка структуры «бездатчикового» электропривода, выполненного по системе ТПН-АД.

3. Анализ статических и динамических свойств разрабатываемого электропривода.

4. Анализ влияния изменения параметров асинхронного двигателя на статические и динамические свойства электропривода.

5. Проведение экспериментальных исследований и формирование рекомендаций для практической реализации «бездатчикового» электропривода, выполненного по системе ТПН-АД.

Методы исследований. Теоретические исследования выполнены с применением математической теории электрических машин переменного тока, методов теоретической электротехники и теории автоматического управления. Анализ системы проведён с использованием пакета программ MATLAB. При моделировании работы электропривода использованы численные методы прикладной математики, реализованные в среде Delphi. Экспериментальная часть работы проведена на исследовательском стенде с использованием средств сбора данных фирмы National Instruments и программного обеспечения LabVIEW.

Научная новизна. Научная новизна заключена в следующих результатах, полученных в работе:

1. Проведён анализ возможных методов косвенной оценки скорости асинхронного двигателя и определён наиболее целесообразный для систем ТПН-АД метод, а именно, метод, использующий информацию об ЭДС статора, измеряемой в бестоковые паузы.

2. Разработана структура «бездатчикового» электропривода с вычислителем скорости двигателя на основе информации об ЭДС статора.

3. Получены алгоритмы измерения ЭДС и оценки скорости асинхронного двигателя. Разработана структура измерителя ЭДС, наводимой в статоре в бестоковые паузы.

4. Определены статические и динамические свойства вычислителя скорости двигателя и «бездатчикового» электропривода, построенного на его основе.

5. Проведена оценка влияния изменения параметров двигателя, вызванного нагревом и эффектом вытеснения тока в роторе, на работу системы.

6. Даны рекомендации по практической реализации системы. Приведены варианты построения измерителя ЭДС и вычислителя скорости.

Достоверность научных результатов обеспечивается корректным использованием математических методов и подтверждается результатами моделирования и эксперимента.

Практическая ценность работы заключается в возможности использования её результатов для разработки регулируемых по скорости тиристорных асинхронных электроприводов и устройств плавного пуска без датчика скорости на валу двигателя, обеспечивающих поддержание заданного темпа запуска механизма при изменяющихся параметрах нагрузки на валу двигателя. Результаты работы планируются к использованию в серийных устройствах плавного пуска, выпускаемых филиалом ФГУП НПОА «ОКБ Автоматика», г. Екатеринбург.

Положения, выносимые на защиту: результаты анализа возможности использования в системах ТПН-АД известных методов оценки скорости двигателя; структура вычислителя скорости, использующего информацию об

ЭДС статора, и системы ТПН-АД на его основе; статические и динамические характеристики системы ТПН-АД с предложенным вычислителем скорости; результаты численного и натурного экспериментов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены:

1) на XIII (2005 г.) и XIV (2007 г.) международных научно-технических конференциях "Электроприводы переменного тока" (г. Екатеринбург, УГТУ-УПИ);

2) на IV межотраслевой научно-технической конференции "Автоматизация и прогрессивные технологии (АПТ-2005)" (г. Новоуральск, НГТИ, 2005 г.);

3) на XIII международной конференции "Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика" (г. Харьков, 2006 г.);

4) на V международной научно-практической конференции "Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Labview и технологии National Instruments" (г. Москва, РУДН, 2006 г.);

5) на VIII международном симпозиуме «Интеллектуальные системы» (г. Нижний Новгород, 2008 г.).

Публикации. По результатам проведённых исследований опубликовано 15 печатных работ, получены свидетельство РФ о регистрации программы для ЭВМ и патент РФ на изобретение, поданы 3 заявки на изобретение.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, трёх приложений и списка литературы из 68 названий, содержит 128 страниц основного текста, 95 рисунков и 2 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, определяется её цель, задачи и методы исследований, приводятся новые научные результаты и их практическая ценность.

В первой главе рассматривается современное состояние разработок в области систем ТПН-АД. Так как тиристорные преобразователи напряжения используются, главным образом, в качестве устройств плавного пуска двигателей переменного тока, то даётся обзор существующих методов плавного пуска: путём регулирования напряжения, ограничения тока или момента двигателя. Рассматривается структура устройства плавного пуска двигателя, содержащего контур регулирования электромагнитного момента АД. Показано, что поддержание заданного темпа разгона двигателя в системе ТПН-АД невозможно без контроля его скорости. В этой же главе даётся обзор известных способов оценки скорости АД без датчика на валу двигателя, применяемых в системах ТПН-АД и ПЧ-АД, и формулируются основные задачи исследования.

Во второй главе рассматриваются возможности методов оценки скорости двигателя, используемых в системах ПЧ-АД, применительно к системам ТПН-АД. Исследованы методы, основанные на расчёте дифференциальных уравнений асинхронного двигателя (в неподвижной системе координат, во вращающейся СК и комбинированный метод), и адаптивные методы (по потокосцеплению ротора, току статора и реактивной мощности двигателя). Приводятся используемые в работе математические модели систем, выполненных на основе ТПН и ПЧ. Даётся сравнение этих методов при использовании их в системах ПЧ-АД и ТПН-АД.

Схема определения скорости двигателя по его дифференциальным уравнениям, рассчитываемым в неподвижной системе координат, показана на рис. 1. Расчётные диаграммы запуска двигателя 4А200Ь6УЗ на холостом ходу в системах ПЧ-АД и ТПН-АД дополненных вычислителем скорости, построенным по изображённой на рис. 1 схеме, представлены на рис. 2.

Наиболее общая структура адаптивного вычислителя скорости представлена на рис. 3. На рис. 4 показаны расчётные диаграммы запуска двигателя 4А200Ь6УЗ на холостом ходу в системах ПЧ-АД и ТПН-АД, дополненных адаптивным вычислителем скорости, построенным на сравнении действительного и вычисленного значений реактивной мощности двигателя.

Рис. 1. Схема определения скорости АД в неподвижной СК

1

0,8 0,6 0,4 0,2 0

1 /

У^-2,3 г '

0,5

а)

1 с

1 1,С

Рис. 2. Запуск двигателя в системах ПЧ-АД (а) и ТПН-АД (б), дополненных вычислителем скорости: 1 - задание, 2 - действительная скорость, 3 - вычисленная скорость

В этой же главе рассмотрены предпосылки оценки скорости двигателя в системе ТПН-АД на основе информации об ЭДС статора, измеряемой во время бестоковых пауз. Наличие данной ЭДС видно на расчётных осциллограммах напряжения и тока статора двигателя в системе ТПН-АД, показанных на рис. 5.

Рис. 3. Структура адаптивного вычислителя скорости

1 / [//—2,3 ------------ -----

0,5

а)

1 и

1 Ъс

Рис. 4. Запуск двигателя в системах ПЧ-АД (а) и ТПН-АД (б), дополненных адаптивньм вычислителем скорости: 1 - задание, 2 - действительная скорость, 3 - вычисленная скорость

-2

Г -V

к

0 ^ /

-1

1 О -1 -2

[ \ 3

|

2 4

а)

1, о.е.

1, о.е.

б)

Рис. 5. Расчётные осциллограммы напряжения (1), тока (2) и ЭДС (3) статора двигателя в системе ТПН-АД: а - при неподвижном роторе; б - при скорости двигателя со - 0,9<%

В результате сравнительной оценки по соотношению точности и сложности реализации к дальнейшему рассмотрению принимается способ определения скорости, основанный на анализе ЭДС статора, наводимой во время бестоковых пауз, как наиболее рациональный для систем ТПН-АД.

В третьей главе приводится структура «бездатчикового» электропривода с вычислителем скорости, использующим информацию об ЭДС статора двигателя, проводится исследование свойств электропривода и вычислителя в установившихся режимах работы. Анализ выполняется при допущении о синусоидальности питающих статор двигателя напряжений. Для математического описания асинхронного двигателя использованы дифференциальные уравнения, записанные в переменных "потокосцепление статора - потокосцепление ротора" при рассмотрении их в синхронно вращающейся системе координат, дополненные выражениями для ЭДС статора:

Решение системы уравнений (1), записанной для установившегося режима работы АД, показало, что зависимость скорости от ЭДС определяется общим выражением тшч = /(е5,и$), которое может быть приведено к виду

Щ = Р ~ Ч/5у + <*>» - а'АРгх> о=ру ¡у+Узх+- ¿¿гУгу;

О = Р4>гх ~ УгуО ~ «>гх - "-'гКУих; 0 = ру/гу+ угх( 1 - со)+ а^у - а'гк8ц/зу;

(1)

= - кгаг¥гх - К^Угу + кгРЧ>гх; = - кгай'гу + Кщп+Кругу ;

1+11-1-

2тк(\-а)Х3аг8к

2

2тк(1-а)Х1аг{и1

_(Ч

,2

1

2тк(1-а)Х5а^к [и.

Графическое представление этой зависимости дано на рис. 6.

0,5

е^ш, о. е.

а)

Рис. 6. Зависимости сошч - / — , рассчитанные для двигателей 4А200Ь6УЗ (а) и МТКР412-6 (б)

0,6 е^, о.е.

Структура «бездатчикового» электропривода на основе вычислителя скорости, реализующего указанный алгоритм, имеет следующий вид:

Рис. 7. Блок-схема «бездатчикового» электропривода: РС - регулятор скорости, ФБ — функциональный блок, Ф - фильтр ВС - вычислитель скорости, - блок деления, ДЭ - датчик ЭДС

В этой же главе проведён анализ влияния отклонения параметров асинхронного двигателя на точность определения частоты вращения ротора. Рассмотрено воздействие нагрева АД и эффекта вытеснения тока на статические характеристики системы. Установлено, что максимальная ошибка определения скорости пропорциональна отклонению действительной температуры от расчётной и в ряде случаев может достигать 4% от скорости холостого хода при перегреве двигателя на 50°С. Более существенное влияние

на точность определения частоты вращения ротора АД оказывает эффект вытеснения тока. Ошибка, вызванная данным эффектом, может составлять 30% от скорости холостого хода АД. Однако, данная ошибка может быть практически исключена при учёте вытеснения тока на стадии расчёта характеристики вычислителя скорости. Поэтому основная ошибка определения скорости будет вызвана отклонением температуры двигателя от расчётной. Для минимизации данной ошибки предлагается выбирать значение расчётной температуры, находящееся в области рабочих температур АД.

Четвёртая глава посвящена анализу динамических свойств «бездатчикового» электропривода с вычислителем скорости. Рассматриваются следующие передаточные функции системы:

1- ^и(р) - 0)выч^ - передаточная функция системы по управлению при

щ(р)

постоянном моменте нагрузки на валу двигателя;

2. №т(р) = с°еыч^ . передаточная функция системы по возмущению при тс(р)

неизменном напряжении на статоре двигателя;

3- ^аги(Р)= — ыч^ - передаточная функция вычислителя скорости при

со{р)

изменении напряжения на статоре двигателя и постоянном моменте сопротивления на его валу;

4- ^еот(Р) - аеыч^ - передаточная функция вычислителя скорости при

со{р)

изменении момента сопротивления на валу двигателя и неизменном напряжении на статоре,

где <авыч(р) - изображение вычисленной частоты вращения ротора двигателя; щ(р) — изображение напряжения на статоре; тс(р) - изображение момента статической нагрузки на валу двигателя; соф) - изображение действительной скорости двигателя. Рис. 8 поясняет перечисленные передаточные функции.

Рис. 8. Структуры, поясняющие передаточные функции

Для оценки динамических свойств электропривода и вычислителя скорости рассчитаны их логарифмические частотные характеристики (ЛЧХ). Для иллюстрации на рис. 9 представлены ЛЧХ, полученные для системы с двигателем 4А200Ь6УЗ.

Проведённый анализ ЛЧХ показал, что полоса пропускания контура скорости «бездатчикового» электропривода с предлагаемым вычислителем скорости составляет не менее 1 Гц по управлению и 5 Гц по возмущению.

со, о.е. ю

ф, град. 200,--

100 о -100 -200

10

10

ш, о.е. ю

а)

ш, о.е. ю

Ф.Фад 200

100 0: -100

-200

III*«"1

1 1 | ■ 1 1 м 1 I ;

! ::::::: : ; :

-т=0.1 1«=0.1

.......т=0.1 \м=0.9

« т=0.9\«=0.1 • т=0.9\»=0.9

10'

10"

10

ш, о.е. ю

б)

Рис. 9. ЛЧХ электропривода на основе двигателя 4А200Ь6УЗ а) по управлению; б) по возмущению;

Также в этой главе даётся оценка влияния изменения параметров АД на динамические свойства системы. В наибольшей степени на динамические свойства системы оказывает влияние эффект вытеснения тока в роторе, температурное изменение параметров двигателя практически не влияет на ЛЧХ привода и вычислителя скорости.

В этой же главе описывается структура компьютерной модели разработанной системы и приводятся результаты моделирования процессов запуска / останова электропривода. При синтезе САУ полоса пропускания контура скорости ограничена так, чтобы вычислитель скорости можно было представить усилительным звеном с коэффициентом передачи, равным единице, и подавить электромагнитные переходные процессы в двигателе.

Использование нелинейных элементов и ограничение полосы пропускания контура скорости позволяют линеаризовать систему и получить её расчётную структуру:

Рис. 10. Расчётная структура САР скорости «бездатчикового» электропривода

При настройке контура скорости на модульный оптимум передаточная функция регулятора скорости имеет следующий вид:

7

WPC{p) =

2TfiKm

где J— суммарный момент инерции, приведённый к валу двигателя, o.e.; Ти - некомпенсируемая постоянная времени, o.e.;

Кт - коэффициент, равный отношению действительного значения момента двигателя к заданному, o.e. В пятой главе рассматриваются варианты построения измерителя ЭДС и вычислителя скорости. Приводится способ определения ЭДС фазы статора и

фазного напряжения через линейные напряжения двигателя, позволяющий реализовать рассматриваемую систему с использованием двигателей, не имеющих в клеммной коробке нулевого вывода обмотки статора, либо отказаться от прокладки провода, соединяющего нулевую точку обмотки статора АД и измеритель ЭДС.

Предлагается вариант реализации вычислителя скорости на основе полиномиальной аппроксимации зависимости а) = /(е3/и5). Показано, что характеристика вычислителя скорости может быть аппроксимирована полиномом 4-го порядка, при этом среднеквадратичная ошибка аппроксимации не превышает 0,1%. Также приводится методика построения «универсального» вычислителя скорости, настроечными параметрами которого являются такие характеристики двигателя как серия, номинальная мощность и число пар полюсов.

Здесь же описывается способ получения экспериментальной характеристики е1/и1 =/(а>), используемой далее при построении вычислителя скорости.

В шестой главе приводится структура экспериментального стенда (см. рис. 10) и его программного обеспечения, показаны экспериментальные зависимости е5/и5=/(со), полученные для ряда двигателей. Представлены диаграммы отработки «бездатчиковым» электроприводом линейно изменяющегося и ступенчатого задания на скорость.

ПК

-1 а |-■ 1 апш1и

* СИФУ —Ч ТПН 6221;

а

1ш РС1-62211

ДН - '3 СИФУ - система импульсно-

¿Ь- фазового управления;

На рис. 11 показаны экспериментальные осциллограммы процессов пуска и останова «бездатчикового» электропривода, полученные в системе с двигателем МТК 11-6 при номинальном моменте сопротивления на его валу и различных значениях темпа задатчика интенсивности Аш.

0,8 0,6 0,4 ОД 0

.......... ..../у VI

Л

1 ж

3 - -- Л

о.е.

20

40

а)

60

1,с

20 б)

Ъс

Рис. 11. Осциллограммы процессов пуска и останова электропривода с двигателем МТК 11-6: а-Лзи = 1/35 с"1; б -Аш = 1 /18 с'1

1 — задание; 2 — вычисленная скорость; 3 — действительная скорость

Также проведено сравнение процессов запуска двигателя, полученных при различных способах управления пуском (при пониженном напряжении, при ограничении тока статора и при ограничении электромагнитного момента АД). Для сравнения получены осциллограммы переходных процессов в системе с вычислителем скорости, основанным на зависимости полного сопротивления двигателя от его скорости.

Здесь же рассматривается структура «бездатчиковой» двухконтурной системы регулирования скорости с внутренним контуром электромагнитного момента и внешним контуром скорости (рис. 12). Входящий в состав системы вычислитель момента (ВМ) построен на основе следующих выражений:

А

Iо,

Р = Р -АР

1- Л ~ Ш г ,

где т - электромагнитный момент двигателя;

Рг — активная мощность, переданная в ротор через воздушный зазор; Р3 - активная мощность, потреблённая двигателем; АРц - мощность потерь в статоре; со, - частота напряжения на статоре.

Рис. 12. Структура двухконтурной «бездатчиковой» САР скорости

На рис. 13 представлены осциллограммы переходных процессов, полученных в этой системе.

а) б)

Рис. 13. Пуск и останов двигателя МТК 11-6 в двухконтурной системе: а-А3ц =1/18 с'1; б-Ази = 1 / 9 с"' 1 - задание; 2 - вычисленная скорость; 3 - действительная скорость; 4 - электромагнитный момент

В заключении обобщены основные результаты работы.

В приложении приведены методика расчёта зависимостей и коэффициентов, рассматриваемых в работе, фрагмент кода программного обеспечения экспериментального стенда и материалы использования результатов работы.

Личное участие автора выразилось в решении следующих задач:

- анализ возможных методов косвенной оценки скорости асинхронного двигателя;

- разработка модели электропривода с вычислителем скорости двигателя на основе информации об ЭДС статора;

- разработка алгоритмов измерения ЭДС и оценки скорости асинхронного двигателя;

- разработка структур вычислителя скорости и измерителя ЭДС, наводимой в статоре в бестоковую паузу;

- исследование статических и динамических свойств электропривода и вычислителя скорости двигателя;

- исследование влияния изменения параметров двигателя, вызванного нагревом и эффектом вытеснения тока в роторе, на работу системы;

- разработка программного обеспечения экспериментального стенда и проведение экспериментальных исследований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработана структура электропривода, выполненного по системе «тиристорный преобразователь напряжения - асинхронный двигатель» без датчика скорости на валу двигателя, использующего для оценки скорости ротора информацию об ЭДС статора, измеряемой при регулировании напряжения на статоре АД. Предложенная структура обладает повышенной управляемостью по сравнению с известными устройствами плавного пуска и способна обеспечить заданный темп разгона и торможения электропривода в двигательном режиме работы асинхронной машины.

2. Разработаны структуры входящих в состав электропривода датчика ЭДС, измеряющего её значение во время бестоковых пауз, и вычислителя скорости, построенного на основе блока деления и функционального блока.

3. Проведён анализ статических и динамических свойств «бездатчикового» электропривода и вычислителя скорости. Определена полоса пропускания системы, составляющая не менее 1 Гц по каналу управления и 5 Гц по каналу возмущения.

4. Исследовано влияние изменения параметров асинхронного двигателя на статические и динамические характеристики электропривода и вычислителя скорости. Установлено, что температурное изменение параметров двигателя слабо сказывается на точности и полосе пропускания вычислителя скорости. Наибольшее влияние на работу системы оказывает эффект вытеснения тока в роторе и поэтому он требует обязательного учёта.

5. Предложены различные варианты практической реализации измерителя ЭДС и вычислителя скорости для «бездатчикового» электропривода.

6. Проведены экспериментальные исследования системы, в ходе которых получены следующие результаты:

- подтверждена возможность создания электропривода, выполненного по системе ТИН-АД без датчика скорости на валу двигателя, использующего бестоковые паузы в работе ТПН для оценки скорости;

- выявлена большая погрешность измерителя ЭДС при низких скоростях АД и малых значениях токов статора;

- подтверждена возможность создания на основе системы ТПН-АД двухконтурной САР скорости с внутренним контуром регулирования электромагнитного момента и внешним контуром регулирования скорости без датчика на валу двигателя.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Зюзев А.М., Нестеров К.Е., Попов A.C. Программный моделирующий комплекс «Электропривод на базе асинхронного двигателя» («ЭллАДа») // Свидетельство РФ о регистрации программы для ЭВМ № 2003612480. - М.: РОСПАТЕНТ, 12.11.2003 г.

2. Зюзев A.M., Нестеров К.Е., Попов A.C. Цифровая модель электропривода системы ТПН-АД для прикладных задач // Материалы международной НТК «Электроэнергетика, электротехнические системы и комплексы». - Томск: ТПУ, 2003. С. 23-25.

3. Зюзев А.М., Нестеров К.Е. Электропривод переменного тока // Патент РФ на изобретение №2251204. - М.: РОСПАТЕНТ. Опубл. 27.04.2005, Б.И. №12.

4. Зюзев A.M., Нестеров К.Е. К построению бездатчиковых систем ТПН-АД // Материалы тринадцатой международной НТК «Электроприводы переменного тока». - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. С. 313-316.

5. Зюзев A.M., Нестеров К.Е. К исследованию динамики бездатчикового электропривода системы ТПН-АД // Материалы IV межотраслевой НТК «Автоматизация и прогрессивные технологии». - Новоуральск: НГТИ, 2005. С. 176-180.

6. Зюзев А.М., Нестеров К.Е. Бездатчиковый электропривод системы ТПН-АД // Научные труды VIII отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. С. 219-221.

7. Зюзев А.М., Нестеров К.Е. Электропривод переменного тока // Заявка на изобретение №2006140733. - М.: РОСПАТЕНТ. Опубл. 27.05.2008, Б.И. №15.

8. Зюзев А.М., Нестеров К.Е. К построению бездатчикового электропривода системы ТПН-АД // «Электротехника» №9 2005. С. 38-41.

9. Зюзев А.М., Нестеров К.Е. Динамика бездатчикового электропривода системы ТПН-АД // Научные труды IX отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006. С. 315-316.

10. Зюзев А.М., Нестеров К.Е. Вычислитель скорости бездатчикового электропривода системы ТПН-АД // Электрические системы и комплексы: Межвузовский сборник научных трудов. Выпуск 12 / Под редакцией С.И. Лукьянова. - Магнитогорск: ГОУ ВПО "МГТУ им. Г.И. Носова", 2006. С. 223226.

11. Зюзев A.M., Нестеров К.Е. Асинхронный тиристорный электропривод с бездатчиковым измерителем скорости // Вестник Национального технического университета «Харьковский политехнический институт». Серия «Электротехника, электроника и электропривод», вып. 12. «Проблемы автоматизированного электропривода». Теория и практика. - Харьков, 2006. С. 336-337.

12. Зюзев A.M., Нестеров К.Е. Стенд для исследования системы управления асинхронным тиристорным электроприводом на основе программно-аппаратных средств Natonal Instruments // Научные труды X отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. -Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006. С. 336-337.

13. Зюзев A.M., Нестеров К.Е. Блок вычисления скорости бездатчикового электропривода системы ТПН-АД // Научные труды X отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006. С. 336-337.

14. Зюзев A.M., Нестеров К.Е. Бездатчиковый электропривод системы ТПН-АД // Материалы четырнадцатой международной НТК «Электроприводы переменного тока». - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. С. 253-256.

15. Зюзев A.M., Нестеров К.Е. Электропривод переменного тока // Заявка на изобретение №2007122063. - М.: РОСПАТЕНТ. Опубл. 20.12.2008, Б.И. №35.

16. Зюзев A.M., Нестеров К.Е. Способы измерения ЭДС статора двигателя в системе ТПН-АД // Научные труды XII отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. С. 243-244.

17. Зюзев A.M., Нестеров К.Е. Асинхронный "бездатчиковый" тиристорный электропривод // «Электротехника» №11 2007. С. 58-62.

18. Braslavskij I., Zyuzev A., Nesterov К. Thyristor controlled asynchronous electrical drive without speed sensor // SPEEDAM 2008 Proceedings. - Italy: Ischia, 2008. P. 1093-1096.

19. Зюзев A.M., Нестеров К.Е. Устройство плавного пуска // Заявка на изобретение №2007145261 от 05.12.2007. - М.: РОСПАТЕНТ.

20. Зюзев A.M., Нестеров К.Е. Система управления асинхронным тиристорным электроприводом с регулированием электромагнитного момента // Труды VIII международного симпозиума «Интеллектуальные системы». -Нижний Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2008. С. 482-485.

Подписано в печать 14.04.2009 Формат 60x84 1/16

Бумага типографская Офсетная печать Усл. печ. л. 1,40

Уч.-изд. л. 1,00 Тираж 100 Заказ 172 Бесплатно

Ризография НИЧ УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР «БЕЗДАТЧИКОВЫХ» СИСТЕМ ТПН-АД.

1.1. Методы плавного пуска асинхронного двигателя.

1.2. Способы косвенной оценки скорости асинхронного двигателя.

1.3. Постановка задачи исследования.

2. АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ СКОРОСТИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В СИСТЕМЕ ТПН-АД.

2.1. Анализ методов оценки скорости, основанных на расчёте дифференциальных уравнений асинхронного двигателя.

2.2. Анализ адаптивных методов оценки скорости.

2.3. Анализ возможности использования информации об ЭДС статора двигателя в системе ТПН-АД для оценки его скорости.

2.4. Выводы.

3. СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА СИСТЕМЫ ТПН-АД С ВЫЧИСЛИТЕЛЕМ СКОРОСТИ.

3.1. Статические характеристики вычислителя скорости.

3.2. Исследование влияния отклонения параметров двигателя на статические характеристики вычислителя скорости.

3.3. Выводы.

4. ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОПРИВОДА СИСТЕМЫ ТПН-АД С ВЫЧИСЛИТЕЛЕМ СКОРОСТИ.

4.1. Исходные положения.

4.2. Динамические характеристики «бездатчикового» электропривода и вычислителя скорости.

4.3. Исследование влияния отклонения параметров двигателя на динамические характеристики «бездатчикового» электропривода и вычислителя скорости.

4.4. Моделирование работы «бездатчикового» электропривода.

4.5. Выводы.

5. ВОПРОСЫ ПОСТРОЕНИЯ «БЕЗ ДАТЧИКОВ ОГО» ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

5.1. Способы реализации измерителя ЭДС.

5.2. Способы построения вычислителя скорости.

5.3. Выводы.

6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

6.1. Структура экспериментального стенда.

6.2. Результаты эксперимента.

6.3. Реализация «бездатчиковой» двухконтурной САР скорости двигателя с внутренним контуром электромагнитного момента.

6.4. Выводы.

В настоящее время большая часть электроприводов выполняется на основе асинхронных короткозамкнутых электродвигателей. Регулирование скорости асинхронного двигателя (АД) осуществляется путём изменения параметров питающего его напряжения с использованием преобразователя частоты (ПЧ) или тиристорного преобразователя напряжения (ТПН). Преобразователи частоты обладают лучшими техническими показателями по сравнению с ТПН, но имеют при этом и большую цену, поэтому, в ряде случаев использование преобразователей напряжения оказывается более целесообразным.

Основная область применения ТПН - устройства плавного пуска (УПП), главной задачей которых является осуществление безударного запуска двигателя. Такие устройства выпускаются практически всеми крупнейшими производителями силовой преобразовательной техники. Также тиристорные преобразователи напряжения могут использоваться в составе электроприводов механизмов, имеющих вентиляторный характер нагрузки и в позиционных электроприводах, не требующих высокого качества регулирования скорости.

Устройства плавного пуска, как правило, обеспечивают снижение пускового тока АД и уменьшение ударных нагрузок на механизм (по сравнению с прямым пуском), которое в существующих системах реализуется путем формирования временной диаграммы напряжения или ограничением пускового тока (или момента) двигателя. Указанные способы не обеспечивают поддержания заданного темпа разгона двигателя при изменяющихся параметрах рабочего органа, присоединённого к валу двигателя (момента инерции и момента сопротивления), что является необходимым требованием для ряда механизмов.

В работе показано, что поддержание ускорения двигателя в системе T1JLH-АД на заданном уровне при изменяющихся параметрах рабочего механизма возможно только в замкнутой по скорости системе управления, для чего необходимо иметь сигнал обратной связи по скорости. Установка датчика скорости на валу двигателя приводит к снижению надёжности привода, а в ряде случаев вообще невозможна. Известные методы косвенной оценки частоты вращения ротора имеют определённые недостатки: сложность реализации и требование значительных вычислительных ресурсов для методов высокой точности или невысокая точность и значительная чувствительность к изменению параметров АД при относительно простой реализации. Кроме того, ни один из методов оценки скорости не использует возможность получения дополнительной информации о состоянии АД путём измерения ЭДС в бестоковые паузы, присутствующие при регулировании напряжения, что при существующем уровне развития измерительных средств и микропроцессорной техники не представляет большой сложности.

Из сказанного следует, что задача повышения качества управления пуско-тормозными режимами двигателя в системах ТПН-АД без датчиков скорости на валу является актуальной, так как ее решение позволит расширить область применения данных систем электропривода, отличающихся достаточно низкой стоимостью.

Таким образом, цель данной работы заключается в повышении качества управления пуско-тормозными режимами двигателя в системах ТПН-АД без датчиков на валу. Достижение указанной цели потребовало решения следующих задач, составляющих содержание работы:

- анализ возможных методов оценки скорости асинхронного двигателя в системах ТПН-АД;

- определение наиболее перспективного для систем ТПН-АД метода оценки скорости;

- разработка структуры «бездатчикового» электропривода, выполненного по системе ТПН-АД;

- исследование статических и динамических свойств разрабатываемой системы;

- анализ влияния изменения параметров асинхронного двигателя на статические и динамические свойства системы;

- апробация предлагаемых решений на экспериментальном стенде;

- формирование рекомендаций для практической реализации «бездатчикового» электропривода, выполненного по системе ТПН-АД.

Методологической основой исследований являются научные работы в области систем ТПН-АД, в течение многих лет проводимые на кафедре "Электропривод и автоматизация промышленных установок" УГТУ-УПИ под руководством профессора Браславского И .Я.

Анализ статических и динамических свойств системы проведён с помощью средств пакета MATLAB, при активном использовании функций символьной математики. Для моделирования работы электропривода использованы программы, созданные в среде Delphi. Программное обеспечение экспериментальной установки разработано в средах LabView и Delphi с использованием реализованных на этапе моделирования алгоритмов.

Новые научные результаты работы заключаются в следующем:

1. Разработана структура электропривода, выполненного по системе «тиристорный преобразователь напряжения — асинхронный двигатель» без датчика скорости на валу двигателя, использующего для оценки скорости ротора информацию об ЭДС статора, получаемую в бестоковые паузы, возникающие при регулировании напряжения в системе ТПН-АД. Предложенная структура обладает повышенной управляемостью по сравнению с известными устройствами плавного пуска и способна обеспечить заданный темп разгона и торможения электропривода в двигательном режиме работы асинхронной машины.

2. Разработаны структуры измерителя ЭДС и вычислителя скорости, входящих в состав электропривода.

3. Проведён анализ статических и динамических свойств вычислителя скорости и «бездатчикового» электропривода. Определена полоса пропускания системы, составляющая не менее 1 Гц по каналу управления и 5 Гц по каналу возмущения.

4. Исследовано влияние изменения параметров асинхронного двигателя на статические и динамические характеристики электропривода и вычислителя скорости. Установлено, что температурное изменение параметров двигателя слабо сказывается на точности и полосе пропускания вычислителя скорости. Наибольшее влияние на работу системы оказывает вытеснение тока в роторе и поэтому оно требует обязательного учёта при построении вычислителя скорости.

5. Предложены различные варианты практической реализации измерителя ЭДС и вычислителя скорости для «бездатчикового» электропривода.

6. Проведены экспериментальные исследования системы, в ходе которых получены следующие результаты:

- экспериментально подтверждена возможность создания электропривода, выполненного по системе ТПН-АД без датчика скорости на валу двигателя, использующего бестоковые паузы в работе ТПН для оценки скорости ротора;

- выявлена большая погрешность измерителя ЭДС при низких скоростях АД и малых значениях токов статора;

- подтверждена возможность создания на основе системы ТПН-АД двухконтурной САР скорости с внутренним контуром регулирования электромагнитного момента и внешним контуром регулирования скорости без датчика на валу двигателя.

Практическая ценность работы заключается в возможности использования её результатов для проектирования регулируемых по скорости тиристорных асинхронных электроприводов и устройств плавного пуска, обеспечивающих поддержание заданного темпа запуска АД при изменяющихся параметрах нагрузки, без датчиков на валу двигателя. Результаты работы планируются к использованию в серийных устройствах плавного пуска, выпускаемых филиалом ФГУП НПОА «ОКБ Автоматика», г. Екатеринбург.

Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены:

1) на XIII (2005 г.) и XIV (2007 г.) международных научно-технических конференциях "Электроприводы переменного тока" (г. Екатеринбург, УГТУ-УПИ);

2) на IV межотраслевой научно-технической конференции "Автоматизация и прогрессивные технологии (АПТ-2005)" (г. Новоуральск, НГТИ, 2005 г.);

3) на XIII международной конференции "Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика" (г. Харьков, 2006 г.);

4) на V международной научно-практической конференции "Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Labview и технологии National Instruments" (г. Москва, РУДН, 2006 г.);

5) на VIII международном симпозиуме «Интеллектуальные системы» (г. Нижний Новгород, 2008 г.).

По материалам работы опубликовано 15 печатных работ, получены 1 патент РФ на изобретение и 1 свидетельство РФ о регистрации программы для ЭВМ, поданы 3 заявки на изобретение.

Диссертация содержит шесть глав. В первой главе рассматривается современное состояние разработок* в области систем ТПН-АД, проводится сравнение существующих методов плавного пуска асинхронных двигателей, даётся обзор известных методов оценки скорости АД без датчика на валу двигателя, формулируются основные задачи исследования.

Во второй главе приводится математическая модель электропривода, используемая в работе. Рассматриваются возможные методы оценки скорости двигателя в системах ТПН-АД, а именно, методы, основанные на расчёте дифференциальных уравнений асинхронного двигателя и адаптивные методы. Здесь же даны предпосылки оценки скорости двигателя в системе ТПН-АД на основе информации об ЭДС статора, измеряемой во время бестоковых пауз. В результате сравнительной оценки по соотношению точности и сложности реализации к дальнейшему рассмотрению принимается способ оценки скорости, основанный на анализе ЭДС статора, наводимой во время бестоковых пауз.

Третья глава посвящена анализу свойств «бездатчикового» электропривода, выполненного по системе ТПН-АД, с вычислителем скорости, использующим информацию об ЭДС статора двигателя. Приводятся структуры электропривода и измерителя частоты вращения, исследуется влияние изменения параметров АД на статические характеристики системы.

В четвёртой главе проводится анализ динамических свойств «бездатчикового» электропривода с вычислителем скорости. Рассматриваются передаточные функции системы по управлению и по возмущению, а также передаточные функции вычислителя скорости при изменяющемся напряжении на статоре двигателя и при изменяющемся моменте сопротивления на валу. Исследуется возможная полоса пропускания системы по каналу управления и по каналу возмущения. Анализируется влияние изменения параметров АД на динамические характеристики электропривода. Моделируется работа системы ТПН-АД с вычислителем скорости, использующим информацию об ЭДС статора, измеряемой во время бестоковых пауз.

В пятой главе рассматриваются вопросы практической реализации измерителя ЭДС и вычислителя скорости. Приводится способ определения ЭДС фазы статора и фазного напряжения через линейные напряжения двигателя, позволяющий реализовать рассматриваемую систему с использованием двигателей, не имеющих в клеммной коробке нулевого вывода обмотки статора. Рассматриваются различные варианты построения вычислителя скорости.

В шестой главе приводится структура экспериментального стенда и его программного обеспечения. Представлены экспериментальные диаграммы отработки «бездатчиковым» электроприводом линейно изменяющегося и ступенчатого задания на скорость. Также проведено сравнение процессов запуска двигателя, полученных при различных способах управления (при пониженном напряжении, при ограничении тока статора и при ограничении электромагнитного момента АД). Приводятся осциллограммы переходных процессов в системе с вычислителем скорости, основанном на зависимости полного сопротивления двигателя от его скорости. Здесь же рассмотрена структура «бездатчиковой» двухконтурной системы регулирования скорости с внутренним контуром электромагнитного момента и приводятся осциллограммы переходных процессов, полученные в этой системе.

Автор выражает благодарность профессору кафедры "Электропривод и автоматизация промышленных установок" Уральского государственного технического университета Зюзеву Анатолию Михайловичу за поддержку и помощь, оказанные при выполнении работы.

6.4. Выводы

1. Получены экспериментальные зависимости скорости двигателя от отношения ЭДС к напряжению для ряда асинхронных двигателей, подтверждающие теоретические выводы.

2. Экспериментально подтверждена возможность оценки скорости двигателя в системе ТПН-АД на основе информации об ЭДС и напряжении статора.

3. Получены осциллограммы переходных процессов в «бездатчиковом» электроприводе с вычислителем скорости, использующим информацию об ЭДС и напряжении статора, подтверждающие способность системы поддерживать заданный темп разгона и торможения электропривода в двигательном режиме работы асинхронной машины при изменяющихся параметрах нагрузки.

4. Выявлено, что при низких значениях напряжения на статоре двигателя возникают большие погрешности при определении ЭДС, что вызывает появление ошибки при оценке скорости рассмотренным способом. Для уменьшения этой ошибки необходимо предварительное намагничивание двигателя.

5. Экспериментально подтверждена возможность реализации двухконтурной «бездатчиковой» САР скорости с внутренним контуром электромагнитного момента и внешним контуром скорости, обеспечивающей возможность ограничения момента двигателя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Проведён анализ возможных методов оценки скорости асинхронного двигателя. Применительно к системам ТПН-АД рассмотрены методы оценки скорости, используемые в частотных электроприводах. Повышенная сложность реализации этих методов делает их использование в системах ТПН-АД нецелесообразным, однако, в будущем данные методы могут оказаться актуальными и для систем ТПН-АД.

2. Определён наиболее перспективный для систем ТПН-АД метод оценки скорости - метод, использующий информацию об ЭДС статора.

3. Разработана структура регулируемого по скорости электропривода, выполненного по системе «тиристорный преобразователь напряжения — асинхронный двигатель» без датчика скорости на валу двигателя, использующего для оценки частоты вращения ротора информацию об ЭДС статора, измеряемой при регулировании напряжения на статоре АД.

4. Разработаны структуры измерителя ЭДС и вычислителя скорости, входящих в состав «бездатчикового» электропривода.

5. Проведён анализ статических и динамических свойств «бездатчикового» электропривода и вычислителя скорости. Определена полоса пропускания системы, составляющая не менее 1 Гц по управлению и 5 Гц по возмущению.

6. Исследовано влияние изменения параметров асинхронного двигателя на статические и динамические характеристики вычислителя скорости и электропривода. Установлено, что тепловое изменение параметров двигателя слабо сказывается на точности и полосе пропускания вычислителя скорости. Наибольшее влияние на работу системы оказывает эффект вытеснения тока в роторе и поэтому он требует обязательного учёта.

7. Рассмотрены различные варианты практической реализации измерителя ЭДС и вычислителя скорости для «бездатчикового» электропривода. Предложен способ оценки фазного напряжения и ЭДС по двум линейным напряжениям без использования нулевой точки статорной обмотки, позволяющий реализовать рассмотренный электропривод на основе асинхронного двигателя любого исполнения. Разработан «универсальный» вычислитель скорости, настроечными параметрами которого являются такие параметры двигателя как серия, мощность и синхронная скорость.

8. Проведены экспериментальные исследования системы, в ходе которых получены следующие результаты:

- экспериментально подтверждена возможность создания регулируемого по скорости электропривода, выполненного по системе ТПН-АД без датчика скорости на валу двигателя, использующего бестоковые паузы в работе ТПН для оценки частоты вращения ротора;

- выявлена большая погрешность измерителя ЭДС при низких скоростях АД и малых значениях токов статора;

- подтверждена возможность создания на основе системы ТПН-АД двухконтурной САР скорости с внутренним контуром регулирования электромагнитного момента и внешним контуром регулирования скорости без датчика на валу двигателя.

9. Разработанная структура электропривода, выполненного по системе ТПН-АД без датчика скорости на валу обладает повышенной управляемостью по сравнению с известными устройствами плавного пуска и способна обеспечить заданный темп разгона и торможения электропривода в двигательном режиме работы асинхронной машины. Использование предложенного решения позволит расширить область применения данных систем электропривода, отличающихся достаточно низкой стоимостью.

1. Автоматизация и приводы. Каталог СА01. 2001/ Siemens AG Automation and Drives Group.

2. Абдулрахманов K.A. Датчики ЭДС статора асинхронного электродвигателя/ Абдулрахманов K.A. // Электротехника. 2000. № 10. С. 2528.

3. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболевская. М.: Энергоатомиздат, 1982. 504 с.

4. Башарин A.B. Управление электроприводами: учебное пособие для вузов / Башарин A.B., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. JL: Энергоиздат, 1982. 392 с.

5. Борисенко А.И. Охлаждение промышленных электрических машин / Борисенко А.И., Костиков О.И., Яковлев А.И. М.: Энергоатомиздат, 1983. 296 с.

6. Борцов Ю.А. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением / Борцов Ю.А., Поляхов Н.Д., Путов В.В. JL: Энергоатомиздат, 1984. 216 с.

7. Браславский И.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением / Браславский И.Я. М.: Энергоатомиздат, 1988.224 с.

8. Браславский И.Я. Опыт внедрения тиристорных асинхронных электроприводов с фазовым управлением / Браславский И.Я., Зюзев A.M. // Автоматизированный электропривод. Вып. 3. Свердловск: Ротапринт свердловского ЦНТИ, 1981. 46 с.

9. Браславский И.Я. Линеаризация САР скорости асинхронного электропривода с тиристорным фазовым управлением / Браславский И.Я., Зюзев A.M., Кокшаров Л.П. // Электричество. 1981. № 12. С. 43-46.

10. Браславский И.Я. Асинхронный тиристорный электропривод с бездатчиковым измерителем скорости / Браславский И.Я., Зюзев A.M., Нестеров К.Е. // Вестник Национального технического университета

11. Харьковский политехнический институт». Серия «Электротехника, электроника и электропривод», вып. 12. «Проблемы автоматизированного электропривода». Теория и практика. Харьков, 2006. С. 336-337.

12. Браславский И .Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод / Браславский И.Я., Ишматов З.Ш., Поляков В.Н. М.: Издательский центр «Академия», 2004. 256 с.

13. Вейнгер A.M. Проектирование электроприводов. Справочник / Вейнгер A.M. Свердловск: Средне-Уральское кн. изд-во, 1980. 160 с.

14. Волков A.B. Анализ способов измерения скорости вращения асинхронных двигателей / Волков A.B., Савостьянов Ю.А., Черемисин В.И. Томск, 1980. С. 56-58.

15. Вольдек А.И. Электрические машины / Вольдек А.И. Л.: Энергия, 1978. 832 с.

16. Дьяконов В.П. MATLAB 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6. Основы применения. Серия «Библиотека профессионала» / Дьяконов В.П. М.: COJIOH-Пресс, 2005. 800 с.

17. Зюзев A.M. Бездатчиковый электропривод системы ТПН-АД / Зюзев A.M., Нестеров К.Е. // Материалы четырнадцатой международной НТК «Электроприводы переменного тока». Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. С. 253-256.

18. Зюзев A.M. Бездатчиковый электропривод системы ТПН-АД / Зюзев A.M., Нестеров К.Е. // Научные труды VIII отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. С. 219-221.

19. Зюзев A.M. Блок вычисления скорости бездатчикового электропривода системы ТПН-АД / Зюзев A.M., Нестеров К.Е. // Научные труды X отчетнойгконференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006. С. 336-337.

20. Зюзев A.M. Динамика бездатчикового электропривода системы ТПН-АД / Зюзев A.M., Нестеров К.Е. // Научные труды IX отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006. С. 315-316.

21. Зюзев A.M. К исследованию динамики бездатчикового электропривода системы ТПН-АД / Зюзев A.M., Нестеров К.Е. // Материалы IV межотраслевой НТК «Автоматизация и прогрессивные технологии». Новоуральск: НГТИ, 2005. С. 176-180.

22. Зюзев A.M. К построению бездатчикового электропривода системы ТПН-АД / Зюзев A.M., Нестеров К.Е. // Электротехника. 2005. №9. С. 38-41.

23. Зюзев A.M. К построению бездатчиковых систем ТТШ-АД / Зюзев A.M., Нестеров К.Е. // Материалы тринадцатой международной НТК «Электроприводы переменного тока». Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. С. 313-316.

24. Зюзев A.M. Способы измерения ЭДС статора двигателя в системе ТПН-АД / Зюзев A.M., Нестеров К.Е. // Научные труды XII отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. С. 243-244.

25. Зюзев A.M. Устройство плавного пуска / Зюзев A.M., Нестеров К.Е. // Заявка на изобретение №2007145261 от 05.12.2007. М.: РОСПАТЕНТ.

26. Зюзев A.M. Электропривод переменного тока / Зюзев A.M., Нестеров К.Е. // Заявка на изобретение №2006140733. М.: РОСПАТЕНТ. Опубл. 27.05.2008, Б.И. №15.

27. Зюзев A.M. Электропривод переменного тока / Зюзев A.M., Нестеров К.Е. // Заявка на изобретение №2007122063. М.: РОСПАТЕНТ. Опубл. 20.12.2008, Б.И. №35.

28. Зюзев A.M. Электропривод переменного тока / Зюзев A.M., Нестеров К.Е. // Патент РФ на изобретение №2251204. М.: РОСПАТЕНТ. Опубл. 27.04.2005, Б.И. №12.

29. Зюзев A.M. Программный моделирующий комплекс «Электропривод на базе асинхронного двигателя» («ЭллАДа») / Зюзев A.M., Нестеров К.Е., Попов A.C. // Свидетельство РФ о регистрации программы для ЭВМ № 2003612480. М.: РОСПАТЕНТ, 12.11.2003 г.

30. Зюзев A.M. Цифровая модель электропривода системы ТПН-АД для прикладных задач / Зюзев А.М., Нестеров К.Е., Попов A.C. // Материалы международной НТК «Электроэнергетика, электротехнические системы и комплексы». Томск: ТПУ, 2003. С. 23-25.

31. Ключев В.И. Теория электропривода / Ключев В.И. М.: Энергоатомиздат, 1985. 560 с.

32. Копылов И.П. Электрические машины / Копылов И.П. М.: Энергоатомиздат, 1986. 360 с.

33. Пивняк Г.Г., Волков A.B. Современные частотно-регулируемые асинхронные электроприводы с широтно-импульсной модуляцией / Пивняк Г.Г., Волков A.B. Днепропертовск: Национальный горный университет, 2006. 470 с.ч

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

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

36. Системы подчинённого регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями / О.В. Слежановский, JI.X. Дацковский, И.С. Кузнецов и др. М.: Энергоатомиздат, 1983. 256 с.

37. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием / Соколовский Г.Г. М.: Издательский центр «Академия», 2006. 272 с.

38. Терехов В.М. Системы управления электроприводов / Терехов В.М., Осипов О.И. 2-е изд., стер. М.: Издательский центр «Академия», 2006. 304 с.

39. Тимофеев Д.Г. Разработка и исследование асинхронного электропривода с фазовым управлением без датчика скорости на валу двигателя / Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 1993.

40. Устройства плавного пуска Altistart 01. Каталог продукции. / 2004 Telemecanique — Schneider Electric.

41. Филиппов И.Ф. Основы теплообмена в электрических машинах / Филиппов И.Ф. Л.: Энергия, 1974. 384 с.

42. Шеломкова JI.B. Разработка системы векторного бездатчикового управления асинхронным двигателем / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, МЭИ, 2008. 20 с.

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

44. Шубенко В.А. Тиристорный асинхронный электропривод с фазовым управлением / Шубенко В.А., Браславский И.Я. М.: Энергия, 1972. 200 с.

45. Электромагнитные переходные процессы в асинхронном электроприводе. Соколов М.М., Петров Л.П., Масандилов Л.Б., Ладензон В.А. М.: Энергия, 1967. 200с.

46. Эпштейн И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока / ЭпштейнИ.И. М.: Энергоатомиздат, 1982. 192 с.

47. A.c. № 126758 СССР. Электропривод переменного тока / Петров В.М., Войлов Ю.Г., Караченцев В.И., Христофоров А.Б. // Б.И. 1986, № 40.

48. A.c. № 433668 ЧССР. Regulator ofacek asynchonniho motoru / Gola Miroslav. 15.07.1987.

49. A.c. № 657558 СССР. Устройство управления электроприводом переменного тока / Онищенко Г.Б., Локтева И.Л., Шакарян Ю.Г., Плотникова Т.В.//Б.И. 1979, № 14.

50. A.c. № 734865 СССР. Устройство для регулирования скорости асинхронного двигателя / Браславский И.Я., Зюзев A.M., Кокшаров Л.П. // Б.И. 1980, № 18.

51. A.c. № 866681 СССР. Частотно регулируемый электропривод / Альтшулер И.А., Эпштейн И.И. // Б.И. 1981, № 35.

52. A.c. № 907440 СССР. Устройство для измерения частоты вращения электрических машин / Поманов В.Н., Серебряков А.Д. // Б.И. 1982, № 7.

53. A.c. № 1679596 СССР. Устройство для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного электродвигателя / Браславский И.Я., Зюзев A.M., Тимофеев Д.Г. // Б.И. 1991, № 35.

54. A.c. № 1750015 СССР. Электропривод переменного тока / Баринберг В.А., Альтзицер П.В., Спектор С.А. // Б.И. 1992, № 27.

55. A.c. № 1758821 СССР. Электропривод переменного тока / Браславский И.Я., Зюзев A.M., Тимофеев Д.Г. // Б.И. 1992, № 32.

56. Altistart 48. Soft Start Y Range Product. Catalog No. 8636CT0201. / 2002 Schneider Electric.

57. Braslavskij I. Thyristor controlled asynchronous electrical drive without speed sensor / Braslavskij I., Zyuzev A., Nesterov K. // SPEEDAM 2008 Proceedings. Italy: Ischia, 2008. P. 1093-1096.

58. France patent № 2783940. Estimation using extended Kalman filter of state vector of dynamic system for direct torque control of asynchronous motors / El Hassan Ismail, Roboam Xavier, Von Westerholt Eckart. P. 31.03.2000.

59. SMC Dialog Plus Controller. Руководство пользователя 0150-SMCDialogPlus. 1999 / Allen-Bradley.

60. United States patent № 5859514. Control method for a start-up control unit and an apparatus to make use of this method / Chouffier J., Cornilleau H., Duclos P. 01.12.1999.