автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка и исследование замкнутых систем и некоторых специальных режимов работы асинхронного электропривода с фазовым управлением в роторной цепи

На правах рукописи

РОЖКОВ Вячеслав Владимирович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМ И НЕКОТОРЫХ СПЕЦИАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ФАЗОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ В РОТОРНОЙ ЦЕПИ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена на кафедре «Электромеханические системы» филиала ГОУВПО «Московский энергетический институт (технический университет)» в г. Смоленске

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

БАРЫШНИКОВ Владимир Андреевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор МАЛИНОВСКИЙ Анатолий Кузьмич - кандидат технических наук ПЕВЗНЕР Ефим Маркович

Ведущее предприятие - ОАО «ЭлектроЗВИ»

Защита диссертации состоится « И » ироил_2004 г. в ^ час. ^^мин. в

аудитории М-611 на заседании диссертационного совета Д 212.157.02 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 13.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке МЭИ (ТУ).

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, Ученый совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан «__»_2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.02 канд. техн. наук, доцент

С.А Цырук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для ряда промышленных механизмов (краны, волочильные машины и др.) в процессе выполнения производственного цикла требуется осуществление плавных пуска и торможения, а также обеспечение кратковременной работы на пониженной скорости. Приводной машиной таких механизмов преимущественно является асинхронный двигатель с фазным ротором. Для их пуска и торможения, как правило, используется ступенчатый реостатный релейно-контакторный вариант, а регулирование скорости осуществляется на реостатных характеристиках.

Исходя из современных тенденций, для таких электроприводов необходима модернизация с целью обеспечения лучшей управляемости в переходных и установившихся режимах работы. Асинхронный электропривод (АЭП) с фазовым управлением в роторной цепи позволяет обеспечить технологические требования к этому классу электроприводов - осуществить плавные пуск, торможение двигателей и обеспечить регулирование скорости в диапазоне до (10+12): 1 достаточно простыми и недорогими средствами.

В разомкнутой системе исследуемого АЭП невозможно формирование жестких участков механических характеристик и регулирование скорости в приемлемом диапазоне. Для этого должны быть применены замкнутые системы с обратной связью (ОС) по скольжению или скорости двигателя. Для формирования сигнала ОС по скольжению достаточно блока синхронизирующих трансформаторов и слаботочного выпрямителя для снятия ОС по роторному напряжению, а также шунта с датчиком тока для снятия сигнала ОС по выпрямленному току ротора. Суммированием этих сигналов выделяется ОС по скольжению. При наличии высоких требований к качеству регулирования необходимо применение замкнутых систем с ОС по скорости двигателя.

На основе принципов исследуемого АЭП возможно создание системы рабочего электрического вала (РЭВ) путем включения управляемого выпрямителя в общую роторную цепь двух асинхронных двигателей. Этот вариант исследуемой системы весьма перспективен для ряда промышленных механизмов (мостовые краны, разводные мосты, затворы шлюзов и др.), требующих синхронного вращения двух или нескольких двигателей.

К настоящему времени в литературных источниках имеется ряд публикаций, посвященных разработке и исследованиям АЭП с фазовым управлением в роторной цепи. Однако количество трудов по этой тематике ограничено, и многие вопросы остаются мало изученными. В частности, применяемые методики расчета характеристик и описанные варианты моделирования являются весьма приближенными и не учитывают ряд факторов, не разработаны методики анализа и синтеза замкнутых систем указанных электроприводов, недостаточен анализ энергетических показателей и ряда специальных режимов работы исследуемого АЭП.

Таким образом, для указанного класса электроприводов, где до сих пор используется неэффективный способ ступенчатого реостатного регулирования скорости, а также для двухдвигательных

Г рас НАЦИОНАЛЬНАЯ] БИБЛИОТЕКА |

ся разработка и исследование сравнительно простых и недорогих систем, примером которых является АЭП с фазовым управлением в роторной цепи.

Пелью работы является анализ и синтез замкнутых систем АЭП с фазовым управлением в роторной цепи, а также анализ специальных режимов работы - рабочего электрического вала, динамического торможения со смешанным возбуждением.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи исследования:

- разработка математического описания для АЭП с фазовым управлением в роторной цепи;

- создание пакета прикладных программ и компьютерных моделей, позволяющих провести моделирование на основании полученного математического описания;

- анализ и синтез замкнутых систем исследуемого АЭП и выработка практических рекомендаций для выбора точек настройки с целью коррекции разработанных систем;

- анализ работы электропривода в специальных режимах - рабочего электрического вала, динамического торможения со смешанным возбуждением;

- анализ энергетических показателей исследуемого АЭП;

- экспериментальное подтверждение выдвинутых теоретических положений.

- Методы исследований. При решении поставленных задач использовались методы математического анализа (матричная и векторная алгебра, численные методы вычислительной математики, теория дифференциальных уравнений), положения и методы теории обобщенной электрической машины, теории электропривода, теории автоматического управления. Для моделирования системы исследуемого АЭП использовался язык программирования высокого уровня Fortran, расширение S1MULINK системы компьютерной математики MATLAB с пакетом прикладных программ Sim PowerSystems. Расчеты и графические построения выполнялись в математическом пакете MathCAD и офисном MSExcel. Экспериментальные исследования проводились на лабораторном стенде исследуемого АЭП.

Научная новизна. Основные научные результаты работы следующие:

- разработано математическое описание исследуемого АЭП, на основании которого созданы компьютерные модели в виде пакета программ и в визуально-ориентированном виде в системе компьютерной математики MATLAB;

- синтезированы варианты замкнутых систем исследуемого АЭП с суммирующим усилителем и ОС по скорости и скольжению;

- проведены теоретические и экспериментальные исследования динамических характеристик синтезированных систем;

- даны рекомендации по настройке и коррекции замкнутых систем исследуемого АЭП;

- проведен анализ работы исследуемого АЭП в режимах РЭВ и динамического

торможения со смешанным возбуждением;

- создана методика оценки энергетических показателей исследуемого АЭП и проведено их сравнение с другими системами параметрического управления.

Практическая ценность и реализация работы.

1. Разработан пакет программ и визуально-ориентированных моделей, позволяющий эффективно и наглядно проводить моделирование различных режимов работы исследуемого АЭП.

2. На основании теоретических рекомендаций создан демонстрационный образец исследуемого АЭП, используемый в учебном процессе на факультете энергетики и электротехники филиала ГОУВПО «Московский энергетический институт (технический университет)» в г. Смоленске.

3. В ЗАО «СКЗ» (Смоленский кабельный завод) внедрен опытный образец АЭП для промышленного механизма- волочильной машины ВМ-13.

Апробация работы. Содержание работы доложено и обсуждено на: седьмой и девятой ежегодных международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2001 г., 2003 г.); межвузовской научно-методической конференции «Современные информационные технологии в научных исследованиях, образовании и управлении» (г. Смоленск, 2001 г.); научно-технической конференции «Электротехника, электромеханика и электротехнологии. Энергетика. Экономика и менеджмент» (г. Смоленск, 2001 г.); Х-й юбилейной международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика» (г. Ялта, 2002 г.); научно-технической конференции студентов и аспирантов «Информационные технологии, ресурсосбережение, энергетика и экономика» (г. Смоленск, 2003 г.); международной научно -технической конференции «Электроэнергетика, электротехнические системы и комплексы» (г. Томск, 2003 г.).

Публикации.

Основное содержание работы опубликовано в 7 печатных трудах.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 60 наименований и 4 приложении; включает 179 страниц машинописного текста, 67 рисунков и 14 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и основные задачи исследований.

В первой главе разработана функциональная схема исследуемого АЭП, получено математическое описание исследуемого АЭП в следующих вариантах: с учетом дискретности управляемого выпрямителя («полный») и на основании схемы замещения силовой части по цепи выпрямленного тока ротора («упрощенный»). По разработанному математическому описанию созданы пакеты прикладных программ на языке Fortran и компьютерные модели в визуально-ориентированном варианте в системе компьютерной математики (СКМ) MATLAB.

Функциональная схема исследуемого АЭП показана на рис.1.

Силовая часть (СЧ) схемы содержит асинхронный двигатель M, в цепь фазного ротора которого включен тиристор-ный преобразователь UZ с нагрузкой в виде последовательного соединения сглаживающего дросселя L (может отсутствовать) и, в частности, двух ступеней добавочного резистора R, шунтируемых тиристорами ускорения VS1 и VS2, отвечающими за выключение ступеней R при пуске.

Управляющая часть (УЧ) состоит из системы импульсно-фазового управления (СИФУ) UT1 тиристорами преобразователя UZ, системы управления UT2 тиристорами ускорения, которые могут быть заменены контакторной группой, и обобщенной системы управления А. Синхронизирующий сигнал линейного напряжения роторной цепи Uc, поступающий из блока маломощных трансформаторов Т, служит для формирования начала отсчета углов управления вентилями UZ. Так как период Uc зависит от частоты, а следовательно, и от скольжения ротора, то для однозначного соответствия между значением управляющего напряжения и углами управления вентилями на генератор пилообразного напряжения, входящий в состав UT1, подается корректирующий сигнал обеспечивающий постоянство максимума пилообразного напряжения независимо от частоты роторного напряжения.

В состав обобщенной системы управления А входят задатчик интенсивности, суммирующий усилитель либо соответствующие регуляторы. На А поступают сигнал задания U, скорости или скольжения, и, в общем случае, следующие варианты ОС: по скорости вращения двигателя UBC с выхода тахогенерато-ра BR, по выпрямленному напряжению ротора UOH с выхода трехфазного мостового выпрямителя UD и по выпрямленному току ротора U„m, который снимается с датчика тока UA, установленного после шунта RS. ОС по скольжению формируется при помощи суммирования U0H и U„m. Выбор вида конкретных ОС зависит от варианта замкнутой системы.

Расчетная схема роторной цепи к «полному» варианту математического описания в системе координат а,Ь,с, необходимой для получения реальных фазных напряжений и токов ротора, показана на рис.2.

На схеме произведена замена управляемых вентилей Л1-цепями со скачкообразно изменяющимися параметрами для сокращения объема математического описания. Здесь обозначены е„, et, ес - роторные фазные ЭДС; ira, /, irc -роторные фазные токи; ii-ie - токи через вентили; L,a, Rr - индуктивность и активное сопротивление фазы ротора; Rdoi^d - активно-индуктивная нагрузка.

Вентиль VD имитирует работу выпрямителя в третьем режиме коммутации, когда одновременно могут проводить 4 вентиля, два из которых подключены к одной фазе.

Роторные фазные ЭДС через производные потокосцеплений:

, dV^ dV^ _ <WSC

' dt ' ' dt ' ' dt-Записав в соответствии с расчетной схемой систему уравнений, дополнив ее уравнением движения, электромагнитного момента, статор-ных напряжений получим

систему дифференциальных уравнений, описывающую динамические режимы АЭП и содержащую 12 неизвестных: %Ь. ira,' irb, il, h. ¡3.

/4, ¡¡, /б, О, (p.

В матричном виде система дифференциальных уравнений:

где N - квадратная матрица размерностью 12x12, состоящая из постоянных и скачкообразно изменяющихся коэффициентов; Т— матрица-столбец, составленная из производных вектора неизвестных:

р - , , ha Ль> »1. h > h > U уh г'6.1®> Ф} ;

А - вектор, элементы которого равны, тем частям дифференциальных уравнений, которые не содержат производных.

Полученное описание расширено возможностью учета насыщения магнитной цепи двигателя по пути главного потокосцепления, позволяющего более детально исследовать динамику исследуемого АЭП. Для этого учитывается изменение индуктивного сопротивления намагничивания Хт в функции тока намагничивания при помощи статической кривой намагничивания ап-

проксимированной в модели степенным рядом 8-го порядка.

Схема «полной» модели в визуально-ориентированном варианте в СКМ MATLAB показана на рис.3.

Модель построена из ряда стандартных, модернизированных и разработанных блоков - подмоделей СКМ MATLAB. Схема на рис.3 представляет собой базовую обобщенную модель. На ее основе создана библиотека моделей, представляющая собой визуально-ориентированный пакет для моделирования различных режимов работы исследуемой системы АЭП. Эта библиотека, помимо основного однодвигательного варианта с различными-синтезированными системами управления, включает в себя и двухдвигательные варианты, предназначенные для исследования системы РЭВ.

Рис.3. Схема «полной» модели исследуемого АЭП в СКМ МЛТЬЛБ

В ряде случаев нет необходимости учитывать влияние дискретности выпрямителя и можно использовать «упрощенный» вариант математического описания, представляя работу системы на основе схемы замещения силовой части по цепи выпрямленного тока ротора, показанной на рис.4.

Параметры схемы замещения:

г X +ХГ1

Ьд = —--— - индуктивность фа-

С)

£<ю » 'о'01

ТОЗ

-+3-

Рис.4. Схема замещения силовой части по цепи выпрямленного тока ротора

зы двигателя; Л",/—Л",//^ - индуктивное сопротивление рассеяния фазы статора, приведенное к ротоРУ» индуктивное сопротивление рассеяния фазы.ротора;

коэффициент приведения;

2 к

эквивалентное внутреннее

сопротивление роторного выпрямителя, второе слагаемое учитывает падение напряжения на тиристорах в периоды коммутации; Я, -Яг/кг - активное сопротивление фазы статора, приведенное к ротору; Я,- активное сопротивление фазы ротора; к=2-3у/2ж - коэффициент, характеризующий изменение внутреннего сопротивления выпрямителя в функции угла коммутации у; а - угол управле-

ния вентилей; £</о=3>/2 и\Ык, -среднее значение ЭДС выпрямителя при разомкнутой цепи выпрямленного тока ротора и скольжении 8 = 1 (по Г-образной схеме замещения асинхронного двигателя); Ц\ - линейное напряжение статора; ке - коэффициент трансформации; - выпрямленный ток; УБ1- УБ3 - аналог роторного выпрямителя.

Система уравнений для «упрощенной» модели, дополненная уравнением движения и выражением для скольжения:

_ 1 аяа I .

Л т/ъг + кВг+Ям ~ *

*>о " (1)

Шп - О) £ =-.

где - суммарный момент инерции привода, приведенный к валу двигателя; а>о - синхронная скорость двигателя; _^ ^_ - посто-

янная времени по цепи выпрямленного тока; М- электромагнитный момент.

Полученный «упрощенный» вариант математического описания использован для проведения анализа и синтеза замкнутых систем и также положен в основу моделей на языке высокого уровня и в визуально-ориентированном виде.

- Итогом первой главы стала проверка адекватности «полного» и «упрощенного» вариантов моделирования исследуемой системы путем оценки мощностей на валу двигателя и механической энергии за время пуска системы в обоих случаях. Выявлено, что «упрощенному» варианту моделирования присущи относительная простота и быстрота получения удовлетворительных результатов, которые обладают достаточной точностью. Получено максимальное расхождение по мощности на валу между вариантами моделирования 10,3%, а по величине механической энергии за время пуска - 3,1%, что подтверждает адекватность количественной оценки результатов моделирования.

Во второй главе проведен анализ и синтез замкнутых систем исследуемого АЭП с общим суммирующим усилителем и ОС по скорости и скольжению.

Применение ОС по скорости необходимо для достижения высоких показателей качества регулирования. Исходными параметрами в методике расчета коэффициента усиления суммирующего усилителя в замкнутой системе с ОС по скорости являются заданный модуль жесткости статической характеристики Р и диапазон регулирования скорости Д

Предварительно задаются две точки на линеаризованной механической характеристике. Первая точка задается при номинальном моменте М\=МН и скорости «г>1= €онЮ, вторая точка соответствует м о м е нГ^Л/цОф е д е л я е -мому граничной реостатной характеристикой. который может быть больше или меньше Ми и скорости азг =(А/, -М2 + щР)/ р.

Скоростям 0)1,2 соответствуют скольжения Далее рассчитываются значения 0,1,2, /¿1,2 на основании математического описания по цепи выпрямленного тока ротора, а также

где Л\=3к

1,2

«ка^ = /л 2 [¿1>2 2 + Л^ + Еа 0а,

1,2 >

1/2*.

5(со8а12)-

Отсюда а, 2 = агса^соза,

Углы управления а^^ =аг1,2""ап,2 Или, в соответствии с характе-

ристикой управления СИФУ, а^ +я/2,

где (/^1,2= изс-и0С1,2 - сигналы управления, (/« и - сигналы задания

и ОС по скорости, к„ - коэффициент ОС по скорости; ку=кусксиФУ - коэффициент усиления усилителя и СИФУ.

Разность между полученными углами управления

ау2 ~ ау\ = Рсс2 = куК(,Щ~<0\)

Отсюда к =т-.

Тогда расчетный коэффициент усиления суммирующего усилителя

кус - ку /Ь-агФУ-

Для синтеза линеаризованной замкнутой системы применен графоаналитический метод логарифмических частотных характеристик (ЛЧХ). Анализ показывает, что коррекцию системы необходимо

вести для на характеристике с пониженной скоростью при максимальном моменте характеристики замкнутой системы - этот случай и будет наихудшим вариантом, т.е. рекомендуемой точкой настройки.

В качестве объекта исследований принят крановый асинхронный двигатель с фазным ротором типа МТН311-6 мощностью 11 кВт.

На рис.5 показаны исходная ЛАЧХ Ьисх для статической характеристики с пониженной скоростью, полученная при заданном диапазоне регулирования

скорости В=5:1 и исходном требовании к модулю статической

ЖеСТКОСТИ Р~5Рсст

- модуль статической жесткости естественной характеристики), желаемая ЛАЧХ

в соответствии с рекомендациями теории автоматического управления и ЛАЧХ корректирующего устройства

По виду ЛАЧХ и структуре ее переда-

точной функции корректирующее устройство в данном случае представляет собой упругое интегрирующее звено

На рис.6 приведены переходные процессы пуска в скорректированной системе исследуемого АЭП с ОС по скорости по «полной» модели в СКМ МАТЬАВ с кг=125 кук„ - общий коэффициент усиления, где к„ - коэффициент усиления тиристорного преобразователя) при статической нагрузке МС=МИ.

Координаты исследуемого АЭП на графиках переходных процессов здесь и далее приведены в относительных единицах со следующими базовыми значениями для: сигнала задания - [/,6=10 В, выпрямленного тока ротора - /¿в=/Аг"59,4 А, электромагнитного момента - М^М„=\ 11,747 Нм, скорости вращения -<Ив=а)о=Ю4,72 1/с. Сигнал задания, подаваемый в систему через задатчик интенсивности обеспечивает в начале пуск двигателя на пониженную скорость (до 0,3 с), а затем выход на основную характеристику.

По приведенным на рис.6 графикам переходных процессов видно, что скорректированная система исследуемого АЭП обладает достаточно высокими показателями качества регулирования. Система с хорошей точностью отрабатывает сигнал задания (статическая ошибка по скорости не превышает 0,5%). В процессе пуска броски тока не превышают 2,5/</„. Высокочастотные пульсации момента обусловлены дискретностью работы тиристорного преобразователя. Максимальный пик момента составляет 3,8Мн Броски момента и тока на участке разгона до высокой скорости происходят вследствие шунтирования предварительно введенной реостатной ступени (Идоб ~ 0,4 Ом) в цепи выпрямленного тока ротора. Для снижения броска момента шунтирование сопровождается сбросом токовой нагрузки, что соответствует кратковременному увеличению угла управления тиристорами в момент вывода пусковой ступени. В целом, синтезированная система исследуемого АЭП с ОС по скорости обладает желаемыми статическими и динамическими свойствами.

Если выделение ОС по скорости связано с применением тахогенератора, а не осуществляется при помощи современных импульсных датчиков скорости, то для электроприводов двигателей с фазным ротором такая связь не всегда

приемлема, так как имеются технические сложности, связанные с его установкой на электродвигатель (отсутствие свободного конца вала двигателя). Поэтому в ряде случаев целесообразнее применять ОС по скольжению, которое пропорционально ЭДС в роторной цепи. Сигнал ОС по скольжению формируется путем суммирования сигналов ОС по выпрямленным напряжению и току ротора из-=и„+и). Сигнал ОС по напряжению снимается с выхода выпрямителя, который подключается к отдельным вторичным обмоткам блока маломощных трансформаторов (рис.1) и определяется с учетом рис.4 как

где ки -Цс/Ем - коэффициент ОС по выпрямленному напряжению; £/« - базовое значение напряжения; - значение расчетного угла управления при Падение напряжения в (2) должен компенсировать сигнал ОС по току

<и/

и,=ка

Ш„Да+*Л +

2гт

+ кнЬд

<Ь

(3)

В этом сигнале изменяются к ш. С целью упрощения реализации ОС эти значения принимаются фиксированными в зависимости от настройки. Индекс «и» при параметрах относится к настроечному значению.

После ряда преобразований суммарный сигнал и, с учетом (2) и (3) в операторном виде:

и,=ки[Е^С05аа+1„Пр( 1+Трр)1

к Ь —кЬ

где - результирующее сопротивление;

ре-

зультирующая постоянная времени форсирующего звена.

Равенство результирующих параметров нулю обеспечивается в точке настройки, когда \Js~KEdоясоэао. При этом имеет место «идеальная» ОС по скольжению (эквивалент ОС по скорости), при уходе от точки настройки - «реальная» ОС по скольжению. Аналитически установлено, что применение «реальной» ОС по скольжению приводит к появлению на статических характеристиках участков с весьма существенным увеличением жесткости в области больших и средних моментов. Причем это обстоятельство проявляется более существенно на характеристиках с пониженной скоростью и уже при заданном модуле статической жесткости /}-0гст- При задании большей жесткости эти участки возрастают в сторону меньших моментов. Участки повышенной жесткости в динамике приводят к увеличению колебательности системы и, в целом, к неудовлетворительному качеству переходных процессов.

Эти участки при настройке системы в точке на характеристике с пониженной скоростью и максимальном моменте проявляются при значениях момента больше а при настройке в точке с номинальным моментом - уже при сравнительно небольших моментах. Анализ показывает, что в первом случае статическая характеристика в большей степени приближается к характеристике для «идеальной» ОС по скольжению. Следовательно, эту точку можно рекомендовать в качестве настроечной.

На рис.7 показаны переходные процессы пуска системы по «полной» модели исследуемого АЭП в замкнутой системе с «реальной» ОС по скольжению при М=Мн и настройке системы в рекомендуемой точке.

Рис.7. Переходные процессы пуска системы с ОС по скольжению по «полной» модели

Как установлено при моделировании по «полной» модели, в установившемся режиме при работе системы на пониженной скорости возможны колебания, даже если система является устойчивой по «упрощенной» модели. Это объясняется тем, что реально в замкнутой системе сигнал ОС по скольжению не гладкий. Поскольку СИФУ нелинейна, значительные колебания сигнала ОС по скольжению выводят ее в насыщение, что приводит к размыканию системы с последующим ее замыканием и т.д. Таким образом, в системе происходят автоколебания. При задании модуля статической жесткости система, вследствие характера сигнала ОС по скольжению, становится менее устойчивой. При работе системы на установившейся пониженной скорости и в динамике возникают существенные низкочастотные незатухающие колебания момента и скорости. Исследованиями установлено, что средствами коррекции полученные участки повышенной жесткости статических характеристик устранить не удается.

Анализ зависимостей, полученных по «полной» модели исследуемого АЭП для рассматриваемого варианта замкнутой системы показывает, что, в принципе, в замкнутой системе с ОС по скольжению возможно получение удовлетворительного качества переходных процессов. Таким образом, если к системе не предъявляются высокие требования к точности стабилизации скорости, то использование ОС по скольжению в ряде случаев как альтернативы ОС по скорости для исследуемой системы АЭП вполне оправдано.

В третьей главе проведен анализ специальных режимов работы (РЭВ, динамического торможения со смешанным возбуждением) и энергетических показателей исследуемого АЭП.

В работе предложена принципиально новая система РЭВ путем включения управляемого выпрямителя в общую роторную цепь двух асинхронных двигателей.

Схема силовой части исследуемого АЭП в системе РЭВ дана на рис.8. Силовая часть содержит два асинхронных двигателя с фазным ротором М1 и

М2, статорные обмотки которых подключены параллельно к сети, роторные цепи объединены, а в общую роторную цепь двигателей подсоединен трехфазный управляемый тиристорный выпрямитель Х\Ъ, нагруженный на активно-индуктивную В объединен-

ную роторную цепь могут включаться добавочные резисторы

Математическое описание, изложенное в первой главе, дополнено до описания двухдвигательного электропривода.

Для разработанной системы РЭВ исследованы процессы предварительного двух- и трехфазного фазирований. Предварительное фазирование позволяет привести роторы двигателей в состояние, близкое к синфазному, что благоприятно сказывается на протекании дальнейшего пуска системы, в процессе которого снижаются главные пики момента, значительно уменьшаются колебания скорости и момента. Несмотря на то, что процесс фазирования занимает определенное время, пуск системы с его учетом занимает меньшее время, чем при его отсутствии.

Без добавочных сопротивлений при неравномерной нагрузке двигатели выходят из синхропизма. Установлена необходимость включения добавочных сопротивлений Ядоб в цепь выпрямленного тока ротора или Л^« в объединенную роторную цепь для синхронизации скоростей двигателей как в разомкнутой так и в замкнутой системах. Причем более эффективно включение Шдоб-

Положительное влияние Л^ог на синхронизацию скоростей при пуске в разомкнутой системе РЭВ и неравномерности нагрузки двигателей АМ=Ч,5М„ демонстрирует рис.9.

Индексы «1» и «2» на рис.9 относятся к моментам и скоростям первого и второго двигателей. По оси справа показаны значения электрического угла рассогласования 0. Видно, что в процессе пуска в стабилизируется на уровне 0,175 рад.

В замкнутой системе РЭВ с суммирующим усилителем и использованием ОС по скорости проанализирован способ обеспечения синхронного вращения двигателей РЭВ при увеличении неравномерности нагрузки путем некоторого снижения напряжения задания (на 10-25%). Выявлен положительный эффект этого способа при меньшем значении Ял6, чем для разомкнутой системы.

В целом, из анализа полученных в работе результатов моделирования системы РЭВ следует, что использование исследуемого АЭП в этом режиме весьма перспективно. Кроме возможности построения самого электрического вала с управляемым выпрямителем в общей роторной цепи, можно синтезировать системы стабилизации координат на основе всех изложенных во второй главе способов и получить регулирование скорости в диапазоне до (10-И2): 1. Так как в системе РЭВ имеется один общий роторный выпрямитель и требуется контроль скорости только одного двигателя, реализация системы АЭП упрощается.

Торможение исследуемого АЭП может быть осуществлено в режиме про-тивовключения и динамического торможения с независимым или смешанным возбуждением. Для рассматриваемого АЭП представляет интерес режим динамического торможения со смешанным возбуждением, который позволяет снизить потребление мощности из сети при торможении, т.е. увеличить КПД, и органично использовать наличие выпрямительного моста в роторной цепи.

Принципиальная схема силовой части в этом режиме показана на рис.10. Двигатель отключается от сети переменного тока и происходит замыкание контактов КМ1 и КМ2. В результате в статорную цепь подается постоянное напряжение и, под действием которого протекает ток независимого возбуждения ^ необходимый для создания начальной МДС. Со стороны ротора в статор поступает напряжение ий2, снимаемое с резистора Я1. Процесс самовозбуждения при динамическом торможении для исследуемого АЭП проходит в следующем порядке. В начале процесса ротор двигателя вращается под действием сил инерции или раскручивается активным моментом. В результате наводимой в роторе ЭДС протекает выпрямленный ток ^ часть которого ^ поступает в обмотку статора, создавая Рис.10. Схема силовой части исследуемого дополнительную МДС. В итоге ЭДС АЭП в режиме динамического торможения роторной цепи увеличивается еще со смешанным возбуждением

больше, ток растет, происходит лавинообразный процесс нарастания указанных координат до тех пор, пока система не достигает установившегося режима, когда процесс самовозбуждения заканчивается.

Необходимо отметить, что наличие управляемого выпрямителя в роторной цепи позволяет получить управляемое динамическое торможение в разомкнутой и замкнутой системах исследуемого ЛЭП с целью ограничения динамических усилий на звенья производственных механизмов во время торможения.

В качестве примера на рис.11 приведены переходные процессы динамического торможения двигателя в разомкнутой системе с синхронной скорости при статическом моменте на валу Мсо и угле управления тиристорами ау= 45°.

Зависимости фазного тока статора 1,л и I^ даны по отношению к амплитудному значению выпрямленного тока /¿„„х, а тока возбуждения I, - к номинально -му току намагничивания В целом, из анализа промоделированных процессов динамического торможения следует, что в исследуемой системе АЭП возможно получение эффективного и экономичного торможения. Как видно по рис.11, ток возбуждения максимален в конце процесса, где составляет всего и отсут-

ствует на значительном интервале торможения вследствие эффекта вытеснения тока. При наличии определенного остаточного потока в двигателе внешний источник постоянного напряжения может не потребоваться.

Кроме того, в третьей главе разработана методика оценки энергетических показателей для исследуемой системы, а также для систем с импульсным управлением в роторной и фазовым управлением в статорной цепи. В общем случае энергетические показатели исследуемой системы АЭП включают энергетические показатели двигателя и полупроводникового преобразователя. Для двигателя этими показателями в номинальном режиме работы являются номинальные КПД а также косинус угла фазового сдвига между первой гармоникой тока статора и напряжения сети Поэтому в работе рассмотрены именно эти показатели в регулировочных (неноминальных) режимах. В основе методики лежит математическое описание асинхронного двигателя по Г-образной схеме замещения фазы относительно первых гармоник тока и напря-

жения. Влияние высших гармоник не учитывается. При оценке энергетики принимается, что фазовое управление в роторной цепи эквивалентно изменению индуктивного сопротивления рассеяния фазы ротора X,!, импульсное управление в роторной цепи - плавному изменению суммарного активного сопротивления , а фазовое управление в статорной цепи - изменению амплитуды статорного напряжения £/1 совместно с дополнительным фазовым сдвигом между вектором 111 и вектором тока /], вносимым полупроводниковым преобразователем. Расчет энергетических показателей по разработанной программе может вестись при фиксированном моменте нагрузки Ме в цикле изменения скольжении я, а также при неизменном 5 в функции Ме.

На рис.12 представлены зависимости КПД г\ (а) и сс«^ (б) от 5 для трех сравниваемых способов управления при Л/с= Л/„.

о аг о« о« м 1 0 0-2 о< 01 о« 1

Рис. 12. Энергетические показатели: а - КПД; б- со$<р при МС=М„ для управления: 1 - фазового в роторе; 2 - фазового в статоре; 3 - импульсного

Расчетные значения энергетических показателей по «полной» модели исследуемого АЭП нанесены на рис.12 в виде точек. Относительная погрешность между рассчитанными показателями по разработанной методике и по «полной» модели не превышает 10%. Из этого следует вывод об адекватности количественной оценки энергетических показателей по предлагаемой методике расчета.

При введении Я^в в фазы ротора значения КПД сравниваемых систем приближаются друг к другу на всем интервале расчета. Тот же эффект, но в несколько меньшей степени, имеет место и для зависимостей

Необходимо отметить, что АЭП с фазовым управлением в роторной цепи обладает сравнительно невысокими энергетическими показателями по сравнению с двумя другими системами параметрического управления. В самых неблагоприятных случаях КПД и совр исследуемой системы на 15-25% меньше этих показателей для импульсного управления. Вместе с тем, при условии кратковременной работы на пониженной скорости по отношению ко времени производственного цикла и наличии при работе на пониженной скорости ступени добавочного сопротивления, энергетические показатели за цикл для исследуемой системы будут лишь в незначительной степени отличаться от показателей двух других рассматриваемых способов управления. Кроме того, при работе на ос-

новной характеристике энергетические показатели для всех приведенных способов одинаковы.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований статических характеристик, а также переходных процессов пуска двигателя и регулирования скорости в замкнутой системе исследуемого АЭП с суммирующим усилителем и ОС по скорости.

Для статических механических и электромеханических характеристик получено, что относительная погрешность между экспериментальными данными и результатами моделирования не превышает 5%.

Экспериментально исследовался плавный пуск АЭП в замкнутой системе с выходом на пониженную скорость, работой на нижней характеристике и последующим разгоном до высокой скорости. В рамках исследований получено, что относительная погрешность по сравниваемым с результатами моделирования показателям, таким как установившиеся значения скорости двигателя и выпрямленного тока ротора, амплитуда и частота колебаний выпрямленного тока ротора, статическая ошибка на пониженной скорости лежит в диапазоне (0,1-10)%, что является свидетельством хорошего совпадения экспериментальных данных с результатами компьютерного моделирования исследуемой системы АЭП.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

В итоге проведенных исследований получены следующие основные результаты:

1. Разработаны варианты математического описания АЭП с фазовым управлением в роторной цепи: с учетом дискретности управляемого выпрямителя («полный») и на основании схемы замещения силовой части по цепи выпрямленного тока ротора («упрощенный»). Для этих вариантов математического описания созданы пакеты компьютерных моделей на языке высокого уровня Fortran и в визуально-ориентированном виде в СКМ MATLAB. Подтверждена адекватность качественной и количественной оценки результатов моделирования по «полной» и «упрощенной» моделям.

2. Проведен анализ и синтезирована замкнутая система с ОС по скорости. Осуществлена линеаризация системы. Показана целесообразность проведения ее коррекции с помощью ЛЧХ. Выявлено, что коррекцию системы необходимо вести для расчетного коэффициента усиления на характеристике с пониженной скоростью при максимальном моменте характеристики замкнутой системы. Путем моделирования переходных процессов пуска замкнутой системы с ОС по скорости по «полной» и «упрощенной» моделям получены высокие показатели качества регулирования.

3. Выявлены особенности анализа и синтеза замкнутой системы с суммирующим усилителем и ОС по скольжению. Получено, что применение «реальной» ОС по скольжению приводит к появлению на статических характеристиках участков с существенным увеличением жесткости в области больших и средних моментов. Подтверждено, что в случае невысоких требований к точности стабилизации скорости использование ОС по скольжению как альтернативы ОС по скорости для исследуемой системы АЭП вполне оправдано.

4. Разработана принципиально новая система рабочего электрического вала. Выявлена необходимость включения добавочных сопротивлений в цепь выпрямленного тока ротора или в объединенную роторную цепь для синхронизации скоростей двигателей в разомкнутой системе. В замкнутой системе рабочего электрического вала с суммирующим усилителем и использованием ОС по скорости рассмотрен способ обеспечения синхронного вращения машин системы при увеличении неравномерности нагрузки путем некоторого снижения (на 10-25%) напряжения задания. Выявлен положительный эффект этого способа при меньшем значении чем для разомкнутой системы.

5. Исследован режим динамического торможения со смешанным возбуждением, позволяющий снизить потребление мощности из сети при торможении. Получены процессы управляемого динамического торможения, которые могут быть использованы в разомкнутой и замкнутой системах исследуемого АЭП с целью уменьшения динамических усилий на звенья.механизмов в процессе торможения.

6. Создана методика оценки энергетических показателей (КПД и соБр) для исследуемой системы, а также для систем с импульсным управлением в роторной и фазовым-управлением в статорной цепи, использующая Г-образную схему замещения асинхронного двигателя. Выявлено, что исследуемая система по сравнению с другими способами параметрического управления обладает относительно невысокими КПД и С05р. В самых неблагоприятных случаях КПД и СОБр исследуемой системы на 15-25% меньше этих показателей для импульсного управления. Показано, что с учетом области рационального применения АЭП с фазовым управлением в роторной цепи, эти показатели за цикл работы незначительно отличаются от двух других приведенных способов. На «полной» модели подтверждена адекватность количественной оценки КПД и по предлагаемой методике.

7. Экспериментально подтверждена достоверность полученных теоретических результатов. Для статических механических и электромеханических характеристик относительная погрешность между экспериментальными данными и результатами моделирования не превышает 5%. Для экспериментальных зависимостей пуска системы АЭП с участком выхода на пониженную скорость относительная погрешность в сравнении с результатами моделирования лежит в диапазоне (0,1-10)%, что является свидетельством их хорошего совпадения.

8. Разработан опытно-промышленный образец АЭП с фазовым управлением в роторной цепи, который внедрен в ЗАО «СКЗ» (Смоленский кабельный завод) в качестве электропривода волочильной машины ВМ-13.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работа»;

1. В.В. Рожков. Модель АЭП с управляемым выпрямителем в роторе при учете насыщения магнитной цепи. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. // Седьмая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. Тез. докл. в 3-х т. - М., 2001.- Т.2.- С. 134-135.

2. В.А. Барышников, В.В. Рожков. Программный пакет для исследования асинхронного электропривода с управляемым выпрямителем в роторе. Меж-

20

» - 8 2 4 3

вузовская науч.-метод, конф., посвященная 50-летию Российского государственного открытого университета путей сообщения «Современные информационные технологии в научных исследованиях, образовании и управлении». Тез докл. - Смоленск, 2001. - С. 5-6.

3. В.А. Барышников, А.В. Косенков, В.В. Рожков, Д.О. Трофимов. Сравнение моделей асинхронного электропривода с управляемым выпрямителе в роторе. Электротехника, электромеханика и электротехнологии. Энергетика. Экономика и менеджмент // Науч.-техн. конф., посвященная 40-летию филиала. Тез. докл. В 2-х т. - Смоленск, 2001.- Т.1. - С. 6-7.

4. В А. Барышников, В.В. Рожков. Замкнутые системы асинхронных электроприводов с фазовым управлением. Вестник национального технического университета «Харьковский политехнический институт». Сборник научных статей. Тематический сборник научных статей «Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика». - Харьков, 2002.- №12. - Т.2. -С.358-359.

5. В.В. Рожков. Энергетические показатели систем электропривода с параметрическим управлением. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. // Тез. докл. Девятой Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. В 3-х Т.-Т.2. - М., 2003. - С.115.

6. А.В. Павлов, В.В. Рожков. Моделирование систем рабочего электрического вала Информационные технологии, ресурсосбережение, энергетика и экономика. //Науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. Материалы докладов в 3-х т. - Смоленск, 2003. - Т.2. - С. 48-50.

7. В.А. Барышников, В.В. Рожков. Моделирование замкнутых систем электроприводов с фазовым управлением в роторной цепи. Электроэнергетика, электротехнические системы и комплексы: Материалы международной на-уч.-техн. конф. - Томск, 2003. - С. 5-8.

Типография МЭИ, Красноказарменная, 13

ВВЕДЕНИЕ

1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ФАЗОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ В РОТОРНОЙ ЦЕПИ

1.1. Функциональная схема и особенности исследуемой системы

1.2. Математическое описание исследуемой системы АЭП и варианты моделей с учетом дискретности управляемого выпрямителя.

1.2.1. Модель исследуемой системы АЭП на языке высокого 23 уровня

1.2.2. Модель исследуемой системы АЭП в системе компьютерной математики MA TLAB

1.3. Математическое описание и модель исследуемой системы

АЭП по цепи выпрямленного тока

1.4. Свойства и особенности разомкнутой системы исследуемого

1.5. Выводы

2. АНАЛИЗ СВОЙСТВ И СИНТЕЗ ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ФАЗОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ В РОТОРНОЙ ЦЕПИ

2.1. Структура замкнутой системы с суммирующим усилителем и обратной связью по скорости

2.2. Анализ и синтез замкнутой системы с суммирующим усилителем и использованием обратной связи по скорости

2.3. Особенности анализа и синтеза замкнутой системы с суммирующим усилителем и использованием обратной связи по скольжению

2.4. Выводы

3. СПЕЦИАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ФАЗОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ В 85 РОТОРНОЙ ЦЕПИ

3.1. Режим рабочего электрического вала

3.1.1. Принцип работы системы рабочего электрического вала

3.1.2. Особенности математического описания двухдвигательного электропривода с фазовым управлением в роторной цепи

3.1.3. Процесс предварительного фазирования системы рабочего электрического вала

3.1.4. Влияние параметров на характеристики системы рабочего электрического вала при неравномерной нагрузке двигателей

3.2. Режим динамического торможения со смешанным возбуждением

3.3. Оценка энергетических показателей исследуемой системы АЭП в сравнении с другими системами параметрического управления

3.4. Выводы

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ФАЗОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ 141 В РОТОРНОЙ ЦЕПИ

4.1. Экспериментальные исследования

4.2. Выводы 151 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 152 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 155 Приложение

Программа расчета динамики исследуемого АЭП на языке

Fortran по «полному» варианту математического описания

Актуальность темы.

Для целой гаммы промышленных механизмов (краны, волочильные машины и т.д.) в процессе выполнения производственного цикла требуется осуществление плавных пуска и торможения, а также обеспечение лишь кратковременной работы на пониженной скорости. Приводной машиной таких механизмов преимущественно является асинхронный двигатель с фазным ротором. Для пуска и торможения двигателей указанных механизмов, как правило, используется ступенчатый реостатный релейно-контакторный вариант, а регулирование скорости осуществляется на реостатных характеристиках.

Исходя из современных тенденций, этот класс электроприводов требует модернизации для обеспечения лучшей управляемости и расширения диапазона регулирования скорости. Асинхронные электроприводы (АЭП) с фазовым управлением в роторной цепи позволяют полностью обеспечить технологические требования к этому классу промышленных механизмов -осуществить плавные пуск и торможение двигателей, обеспечить регулирование скорости в диапазоне (10-12):1 достаточно простыми и недорогими средствами. Таким образом, областью рационального практического применения исследуемой системы в первую очередь являются механизмы, в которых используется явно устаревшее релейно-контакторное управление.

Остановимся более подробно на общих положениях рассматриваемой задачи.

АЭП указанных механизмов являются так называемыми «электроприводами с потерей энергии скольжения». В таких электроприводах наиболее целесообразно использовать асинхронные двигатели с фазным ротором, поскольку их применение позволяет вынести часть энергии скольжения за пределы двигателя и, соответственно, уменьшить его нагрев.

Наличие фазного ротора двигателя естественным образом открывает канал управления в роторной цепи. Фазовое полупроводниковое управление двигателем в общем случае может осуществляться как в статорной, так и в роторной цепях. Однако, полупроводниковое управление в статорной цепи оказывает более негативное влияние на питающую сеть (искажение формы питающего напряжения), тогда как при управлении в цепи ротора двигатель выполняет роль своеобразного фильтра. При управлении же по цепи статора необходимо предусматривать наличие фильтро-компенсирующих устройств.

В исследуемом электроприводе в цепь фазного ротора асинхронного электродвигателя включен управляемый трехфазный мостовой выпрямитель (как правило, тиристорный). Принципиальным отличием от «классической» схемы Ларионова является необходимость синхронизации системы им-пульсно-фазового управления не частотой напряжения питающей сети, а частотой роторного напряжения, т.е. сигналом, пропорциональным скольжению.

Преимуществом данной системы при реализации является то, что обслуживающему электротехническому персоналу, имеющему опыт работы с «классическим» тиристорным преобразователем напряжения, не требуется переквалификация на аналогичный управляемый выпрямитель в роторной цепи.

Таким образом, применение АЭП с фазовым управлением в роторной цепи позволяет сравнительно простым и дешевым способом осуществлять управление асинхронными двигателями в достаточно широком диапазоне мощностей (от единиц до тысяч киловатт).

Выход управляемого выпрямителя может быть может быть закорочен либо нагружен на активную или активно-индуктивную цепь. При изменении угла отпирания тиристоров изменяется фаза протекания тока в роторе (отсюда термин - «фазовое управление»), его действующее значение и, следовательно, величина развиваемого двигателем момента.

В разомкнутой системе при изменении угла управления тиристорами от 0 до максимального значения достигается эффект плавного изменения фазного индуктивного сопротивления ротора, при этом семейство механических характеристик располагается от основной или реостатной характеристики до оси скорости. Наличие добавочного сопротивления в цепи выпрямленного тока ротора либо в фазах ротора необходимо для ограничения пускового тока, снижения установленной мощности преобразователя, расширения диапазона регулирования момента на низких скоростях вращения и, соответственно, обеспечения необходимого пускового момента. Использование задат-чика интенсивности позволяет обеспечить плавный пуск двигателя с ограничением динамического момента. Переход на основную характеристику по завершении процесса пуска осуществляется выведением резисторов в цепи выпрямленного тока либо в фазах ротора по сигналу системы управления.

В разомкнутой системе невозможно формирование жестких участков механических характеристик и регулирование скорости в приемлемом диапазоне. Для этого должны быть применены замкнутые системы с использованием обратных связей (ОС) по скорости двигателя или по скольжению — фактически ЭДС ротора. В условиях финансовой экономии, широко распространенной на современных российских провинциальных заводах, последний вариант более предпочтителен, так как не требует установки и последующего технического обслуживания дополнительной электрической машины — тахо-генератора либо иного датчика скорости и дает приемлемую точность стабилизации пониженной скорости и качество регулирования в целом. Для формирования сигнала ОС по скольжению достаточно блока синхронизирующих трансформаторов и слаботочного выпрямителя для снятия ОС по роторному напряжению, а также шунта с датчиком тока для снятия сигнала ОС по выпрямленному току. Суммированием этих сигналов выделяется ОС по скольжению. При наличии высоких требований, предъявляемых к качеству регулирования исходя из технологии, необходимо применение замкнутых систем исследуемого АЭП с использованием ОС по скорости вращения двигателя.

На основе принципов исследуемого АЭП возможно создание системы рабочего электрического вала путем включения управляемого выпрямителя в общую роторную цепь двух асинхронных двигателей с фазным ротором. Этот вариант исследуемой системы весьма перспективен для ряда промышленных механизмов (мостовые краны, разводные мосты, затворы шлюзов и др.), требующих синхронного вращения двух или нескольких двигателей.

К настоящему времени в литературных источниках имеется ряд публикаций, посвященных разработке и исследованиям АЭП с фазовым управлением в роторной цепи.

В [1] рассмотрены варианты фазового и импульсного управления в ста-торных и роторных цепях двигателя. Приводится глубокое исследование асинхронных полупроводниковых электроприводов с параметрическим управлением, вариантом которого и является АЭП фазовым управлением в роторной цепи. Рассмотрены установившиеся режимы АЭП, разомкнутые системы управления, варианты синтеза замкнутых систем, энергетические показатели, а также возможные области применения данных систем электроприводов.

Варианты электроприводов с управляемым выпрямителем в роторной цепи на базе регулируемых каскадных схем и машин двойного питания рассмотрены в [2]. В труде дан подробный анализ статических и динамических характеристик, рассмотрены методы проектирования указанных систем. В [3] изложены подобные варианты электроприводов также на основе каскадных схем применительно к асинхронно-вентильным нагружающим устройствам, предназначенным для проведения испытаний двигателей внутреннего сгорания.

Разработка и изготовление АЭП с управляемым выпрямителем в роторной цепи проводится ВНИИ «Электропривод» (впоследствии ОАО «Электропривод») [4-7].

Исследованию импульсного варианта управления в цепи выпрямленного тока ротора, являющегося «родственным» по каналу управления к рассматриваемой тематике, посвящена работа [8]. Идея импульсного управления предполагает наличие неуправляемого выпрямителя в роторной цепи и коммутатора в цепи выпрямленного тока. Коммутатор при этом создает эффект плавного изменения сопротивления в роторной цепи. Всестороннее изучение АЭП с импульсным управлением в цепи выпрямленного тока ротора проведено профессором П.Е. Даниловым на кафедре «Автоматизированный электропривод» (с 01.07.2003 г. «Электромеханические системы») филиала ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске, что отражено в его докторской диссертации [9]. Кроме того, этой проблеме посвящены ряд кандидатских диссертационных работ [10, 11], выполненных в научной группе профессора П.Е. Данилова, а также работа [12].

Задачам синтеза замкнутых систем электроприводов с импульсным управлением и моделированию динамических режимов разомкнутых и замкнутых систем на ЦВМ посвящена работа [13], а также ряд научных статей кафедры «Автоматизированный электропривод» («Электромеханические системы») филиала ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске [14-19, 32-36].

Вместе с тем, количество трудов по тематике фазового управления в роторе ограничено, и многие вопросы остаются мало изученными.

Из всего сказанного следует, что для промышленных механизмов на базе асинхронных двигателей с фазным ротором, требующих плавного пуска, торможения и кратковременной работы на пониженной скорости, в которых до сих пор используется неэффективный способ ступенчатого реостатного регулирования скорости, а также для двухдвигательных вариантов актуальной задачей является разработка, исследование и проектирование сравнительно простых и недорогих систем, примером которых и является рассматриваемый АЭП с фазовым управлением в роторной цепи.

Цель работы.

Целью диссертационной работы является синтез замкнутых систем асинхронного электропривода с фазовым управлением в роторной цепи в одно- и двухдвигательных вариантах для обеспечения лучшей управляемости в установившихся и переходных режимах работы.

Задачи исследования;

1. Разработка математического описания с учетом особенностей исследуемого АЭП.

2. Разработка пакета прикладных программ и компьютерных моделей, позволяющих провести экспериментальные исследования на основании полученного математического описания.

3. Проведение анализа и синтеза замкнутых систем автоматического регулирования исследуемого АЭП и выработка практических рекомендаций для выбора компромиссных точек настройки с целью коррекции разработанных систем.

4. Проведение анализа работы исследуемого АЭП в специальных режимах.

5. Анализ энергетических показателей исследуемого АЭП.

6. Экспериментальное подтверждение теоретических положений и создание лабораторного стенда.

Работа выполнена на кафедре «Электромеханические системы» филиала ГОУВПО «Московский энергетический институт (технический университет)» в г. Смоленске.

Методы исследований.

При решении поставленных задач использовались методы математического анализа (матричная и векторная алгебра, численные методы вычислительной математики, теория дифференциальных уравнений), положения и методы теории обобщенной электрической машины, теории электропривода, теории автоматического управления. Для моделирования системы исследуемого АЭП использовался язык программирования высокого уровня Fortran, система компьютерной математики MATLAB, в частности, расширение

SIMULINK с пакетом прикладных программ SIMPOWERSYSTEMS. Расчеты и графические построения выполнялись в математическом пакете MathCAD и офисном МБЕхсе!. Экспериментальные исследования проводились на лабораторном стенде исследуемого АЭП.

Научная новизна.

1. Разработано математическое описание исследуемого АЭП, на основании которого созданы компьютерные модели в виде пакета программ и в визуально-ориентированном варианте.

2. Синтезированы варианты замкнутых систем исследуемого АЭП с суммирующим усилителем и ОС по скорости и скольжению.

3. Проведены теоретические и экспериментальные исследования динамических характеристик синтезированных систем исследуемого АЭП.

4. Даны рекомендации по настройке и проведению коррекции замкнутых систем.

5. Проведен анализ работы исследуемого АЭП в режиме рабочего электрического вала и динамического торможения со смешанным возбуждением.

6. Создана методика оценки энергетических показателей исследуемого АЭП и проведено их сравнение с другими системами параметрического управления.

Практическая ценность.

1. Разработан пакет программ и визуально-ориентированных моделей, позволяющий эффективно и наглядно проводить моделирование различных режимов работы исследуемого АЭП.

2. На основании теоретических рекомендаций создан экспериментальный образец исследуемого АЭП.

3. Изготовлен опытный образец электропривода для промышленного механизма - волочильной машины ВМ-13.

Реализация результатов работы.

1. Пакет математических и компьютерных моделей используется при выполнении студентами курсовых и дипломных проектов, в выпускных работах бакалавров и диссертационных работах магистров.

2. В учебном процессе на факультете энергетики и электротехники филиала ГОУВПО «Московский энергетический институт (технический университет)» в г. Смоленске в виде демонстрационного образца электропривода.

3. На смоленском кабельном заводе (ЗАО «СКЗ») в качестве электропривода волочильной машины ВМ-13.

Апробация работы.

Содержание работы доложено и обсуждено на следующих научно-технических и научно-методических конференциях: седьмой и девятой ежегодных международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2001 г., 2003 г.); межвузовской научно-методической конференции «Современные информационные технологии в научных исследованиях, образовании и управлении» (г. Смоленск, 2001 г.); научно-технической конференции «Электротехника, электромеханика и электротехнологии. Энергетика. Экономика и менеджмент» (г. Смоленск, 2001 г.); Х-й юбилейной международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика» (г. Ялта, 2002 г.); научно-технической конференции студентов и аспирантов «Информационные технологии, ресурсосбережение, энергетика и экономика» (г. Смоленск, 2003 г.); международной научно-технической конференции «Электроэнергетика, электротехнические системы и комплексы» (г. Томск, 2003 г.).

Публикации.

Основное содержание работы опубликовано в семи печатных трудах.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 4 приложений; имеет 179 страниц машинописного текста, 67 рисунков, 14 таблиц, 60 наименований списка литературы на 7 страницах.

4.2. Выводы

Итогом главы является экспериментальное подтверждение адекватности разработанных технических решений и компьютерных моделей.

1. На модернизированном лабораторном стенде проведены экспериментальные исследования статических характеристик, а также процессов пуска двигателя и регулирования скорости в замкнутой системе исследуемого АЭП с суммирующим усилителем и использованием ОС по скорости.

2. Получено, что для статических механических и электромеханических характеристик относительная погрешность между экспериментальными данными и результатами моделирования не превышает 5%.

3. Для экспериментальных зависимостей пуска системы АЭП с участком выхода на пониженную скорость показано, что относительная погрешность по сравниваемым с результатами моделирования показателям, таким как установившиеся значения скорости двигателя и выпрямленного тока ротора, амплитуда и частота колебаний выпрямленного тока ротора, статическая ошибка на пониженной скорости лежит в диапазоне (0,1-10)%, что является свидетельством хорошего совпадения экспериментальных данных результатам компьютерного моделирования исследуемой системы АЭП.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Материалы диссертации позволяют сформулировать следующие основные итоги работы:

1. Получены варианты математического описания исследуемого АЭП: с учетом дискретности управляемого выпрямителя («полный») и на основании схемы замещения силовой части системы АЭП по цепи выпрямленного тока ротора («упрощенный»). Для этих вариантов математического описания исследуемой системы созданы пакеты компьютерных моделей на языке высокого уровня Fortran и в визуально-ориентированном виде в СКМ MATLAB. Продемонстрированы особенности указанных вариантов моделирования. Выявлено, что «упрощенному» варианту моделирования присущи относительная простота и быстрота получения удовлетворительных результатов, которые обладают достаточной точностью. Получено максимальное расхождение по мощности на валу между вариантами моделирования 10,3%, а по величине механической энергии за время пуска - 3,1%, что подтверждает адекватность количественной оценки результатов моделирования.

2. Проведен анализ и синтезирована замкнутая система с ОС по скорости. Осуществлена линеаризация системы. Показана целесообразность проведения коррекции системы методом JI4X. Выявлено, что коррекцию системы необходимо вести для расчетного коэффициента усиления на характеристике с пониженной скоростью при максимальном моменте характеристики замкнутой системы. Путем моделирования переходных процессов пуска замкнутой системы с ОС по скорости по «полной» и «упрощенной» моделям получены высокие показатели качества регулирования. Показано, что скорректированная система при пуске с хорошей точностью отрабатывает сигнал задания (статическая ошибка по скорости не превышает 0,5%). В процессе пуска броски выпрямленного тока не превышают 2/«/„ при МС=0,5МН и 2,5/«/,, при МС=МН.

3. Выявлены особенности анализа и синтеза замкнутой системы с суммирующим усилителем и ОС по скольжению. Получено, что применение реальной» ОС по скольжению приводит к появлению на статических характеристиках участков с существенным увеличением жесткости в области больших и средних моментов. Показано, что при настройке системы в точке на характеристике с пониженной скоростью при максимальном моменте статическая характеристика в большей степени приближается к характеристике для «идеальной» ОС по скольжению (эквиваленту ОС по скорости). Установлено, что при использовании ОС по скольжению вследствие значительных колебаний сигнала ОС в системе происходят автоколебания, в результате чего СИФУ в данном случае работает в релейном режиме. Подтверждено, что в случае невысоких требований к точности стабилизации скорости использование ОС по скольжению как альтернативы ОС по скорости для исследуемой системы АЭП вполне оправдано.

4. На базе исследуемого АЭП разработана принципиально новая система РЭВ с управляемым выпрямителем в общей роторной цепи двигателей. Для нее исследованы операции предварительного двух- и трехфазного фазирований, позволяющие привести роторы двигателей в состояние, близкое к синфазному, что благоприятно сказывается на протекании дальнейшего пуска системы. Выявлена необходимость включения добавочных сопротивлений Ядос, в цепь выпрямленного тока ротора или Ягдоб в объединенную роторную цепь для синхронизации скоростей двигателей системы РЭВ. Получено, что более эффективно включение Ядоб. В замкнутой системе РЭВ с суммирующим усилителем и использованием ОС по скорости рассмотрен способ обеспечения синхронного вращения машин РЭВ при увеличении неравномерности нагрузки путем некоторого снижения (на 10-25%) напряжения задания. Выявлен положительный эффект этого способа при Ядоц меньшем, чем в разомкнутой системе.'

5. Исследован режим динамического торможения со смешанным возбуждением, позволяющий снизить потребление мощности из сети при торможении. Выявлено, что потребляемый от источника постоянного напряжения ток возбуждения невелик и отсутствует на значительном интервале торможения вследствие эффекта вытеснения тока. Получены процессы управляемого динамического торможения в разомкнутой и замкнутой системах исследуемого АЭП с целью снижения динамических усилий на звенья механизмов в процессе торможения.

6. Создана методика оценки энергетических показателей (КПД и соБ<р) для исследуемой системы, а также для систем с импульсным управлением в роторной и фазовым управлением в статорной цепи, использующая Г-образную схему замещения фазы асинхронного двигателя. Выявлено, что исследуемая система по сравнению с другими способами параметрического управления обладает относительно невысокими КПД и соб^. В самых неблагоприятных случаях КПД и соб^ исследуемой системы на 15-25% меньше этих показателей для импульсного управления. Показано, что с учетом области рационального применения исследуемого АЭП (механизмы, требующие плавного пуска и кратковременной работы на пониженной скорости), эти энергетические показатели за цикл работы незначительно отличаются от двух других приведенных способов. На полной модели исследуемого АЭП подтверждена адекватность количественной оценки КПД и соБ(р по предлагаемой методике.

7. На модернизированном лабораторном стенде проведены экспериментальные исследования статических характеристик, а также пуска двигателя и регулирования скорости в замкнутой системе исследуемого АЭП с суммирующим усилителем и использованием ОС по скорости. Получено, что для статических механических и электромеханических характеристик относительная погрешность между экспериментальными данными и результатами моделирования не превышает 5%. Для экспериментальных зависимостей пуска системы АЭП с участком выхода на пониженную скорость показано, что относительная погрешность с результатами моделирования лежит в диапазоне (0,1-10)%, что является свидетельством их хорошего совпадения.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования дают основания для заключения о выполнении поставленных в работе целей.

1. Браславский И .Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 224 е.: ил.

2. Онищенко Г.Б., Локтева И.Л. Асинхронные вентильные каскады и машины двойного питания. М.: Энергия, 1979. - 200 е.: ил.

3. Асинхронно-вентильные нагружающие устройства /C.B. Хватов, В.Г. Титов, A.A. Поскробко, В.Ф. Цыпкайкин. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 144 е.: ил.

4. Кузнецов Ю.П., Подаруев А.И. Устройство пуска для двигателей ленточных конвейеров типа УПДЛК-500. Электротехническая промышленность. Серия «Электропривод». 1975, вып. 2(37).

5. Кузнецов Ю.П., Соколов М.Ю., Пчелкин A.B. Устройство пуска двигателей с фазным ротором типа ЖР-1250. Электротехническая промышленность. Серия «Электропривод». 1976.

6. Кузнецов Ю.П. Привод переменного тока с регулируемым преобразователем в роторе асинхронного двигателя. Доклад на VI научно-технической конференции «Электроприводы переменного тока с полупроводниковыми преобразователями», Свердловск, 1988.

7. Кузнецов Ю.П. Аналитический обзор «Состояние и основные направления развития электропривода переменного тока с двигателем с фазным ротором». Информэлектро, 1986.

8. Импульсный регулируемый электропривод с фазными электродвигателями/ Шикуть Э.В., Крайцберг М.И., Фукс П.А., Газганов Э.А. М.: Энергия, 1972.

9. Данилов П.Е. Основы теории, исследование и разработка асинхронных электроприводов с импульсным регулятором в цепи выпрямленного тока ротора для крановых механизмов. Докт. дисс. Моск. энерг. ин-т, 1989.

10. Барышников В.А. Исследование асинхронного электропривода с импульсным управлением в цепи выпрямленного тока ротора. Канд. дисс., Моск. энерг. ин-т, 1979.

11. Лешин О.Г. Разработка крановых асинхронных электроприводов с импульсным управлением в цепи выпрямленного тока ротора. Канд. дисс., Моск. энерг. ин-т, 1983.

12. Захаржевский O.A. Исследование импульсного способа управления в цепи выпрямленного тока ротора асинхронного электродвигателя. Канд. дисс., Одесский политехи, ин-т, 1975.

13. Данилов П.Е., Барышников В.А., Шабентов В.О. Динамические режимы асинхронных электроприводов с импульсным регулятором в цепи выпрямленного тока ротора. М.: Изд-во Моск. энерг. ин-та, 1990. - 100 с.

14. Асинхронный электропривод вязальной машины с импульсным регулятором в цепи ротора / Данилов П.Е., Барышников В.А., Ёшкин В.Н., Ермач-ков А.Н. Сб. научн. тр. № 8, Смоленский филиал МЭИ, Смоленск, 1995, -С. 69-73.

15. Ключев В.И. Теория электропривода: Учеб. для вузов. 2-е изд. пере-раб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1998. — 704 е., ил.

16. Динамические режимы асинхронных электроприводов с импульсным регулятором в цепи выпрямленного тока ротора/ П.Е. Данилов, В.А. Барышников, В.О. Шабентов. — М.: Моск. энерг. ин-т, 1990.

17. Сандлер A.C., Тарасенко J1.M. Динамика каскадных асинхронных электроприводов. М.: Энергия, 1977. - 200 с.

18. Шубенко В.А., Лысцов А.Я. Расчет характеристик асинхронных машин при вентильном управлении. Доклады V науч.-техн. конф. Томского политехнического института. — Томск, 1967. — Т.2. С. 27-33.

19. Моделирование асинхронных электроприводов с тиристорным управлением/ Л.П. Петров, В.А. Ладензон, Р.Г. Подзолов, A.B. Яковлев. М.: Энергия, 1977.

20. Дьяконов В.П. MATLAB 6/6.1/6.5 + SIMULINK 4/5. Основы применения. М.: Солон-Пресс, 2002.

21. Барышников В.А. Характеристики асинхронного электропривода с управляемым выпрямителем в роторе. Перспективные технологии автоматизации: Тезисы докладов международной электронной научно-техн. конф. — Вологда: ВоГТУ, 1999.-С. 82-83.

22. Барышников В.А. Система управления трехфазным мостовым выпрямителем в роторе. Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии. Материалы межвуз. научно-техн. конф. Вологда: ВоГТУ, 2000.-С. 58.

23. Теория автоматического управления. Под ред. A.B. Нетушила. Учебник для вузов. Изд. 2-е, доп. и перераб. — М.: Высшая школа, 1976. — 400 е., ил.

24. Барышников В.А., Данилов П.Е., Ёшкин В.Н. Расчет энергетических показателей регулируемых электроприводов насосов. Смоленский филиал Моск. энерг. ин-та. Сб. научн. тр. №10. — Смоленск, 1997.

25. Барышников В.А. Асинхронный электропривод с фазовым регулированием в роторной цепи. Труды III Междунар. (Х1У Всероссийской) науч.-технич. конф. по автоматизированному электроприводу "АЭП-200Г7 Под ред. C.B. Хватова. Н. Новгород: "Вектор-Тис", 2001.

26. Крановое оборудование: Справочник/ Алексеев Ю.В., Богословский А.П., Певзнер Е.М. и др. Под ред. A.A. Рабиновича. М.: Энергия, 1979. -240 е., ил.

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

28. Теория автоматического управления: Учеб. для машиностроит. спец. вузов/ В.Н. Брюханов, М.Г. Косов, С.П. Протопопов и др.; под ред. Ю.М. Со-ломенцева. -3-е изд., стер. М.: Высш. шк.; 2000. - 268 е.: ил.

29. Асинхронный электропривод с тиристорными коммутаторами/ Л.П. Петров, В.А. Ладензон, М.П. Обуховский, Р.Г. Подзолов. М. Энергия, 1970.

30. Яуре А.Г., Певзнер Е.М. Крановый электропривод. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1988. — 344 с.

31. Ключев В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. — М.: Энергия, 1980.

32. Онищенко Г.Б. Автоматизированный электропривод промышленных установок/ М.: МГОУ, 2001.-520 с.

33. Масандилов Л.Б. Электропривод подъемных кранов. Учеб. пособие. — М.: МЭИ, 1998. 100 с.

34. М.Г. Чиликин, М.М. Соколов, В.М. Терехов, A.B. Шинянский. Основы автоматизированного электропривода. Учеб. пособие для вузов. — М.: Энергия, 1974.

35. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева и A.B. Шинянского. — М.: Энергоатомиздат, 1983. 616 с.

36. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. / Под общ. ред. И.П. Ко-пылова и Б.К. Клокова. Т.1. М.: Энергоатомиздат, 1988.-456 с.

37. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. Изд. 6-е, исправленное. М., «Энергия», 1977. — 432 с.

38. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер A.C. Теория автоматизированного электропривода.-М.: Энергия, 1979.

39. В.А. Барышников, В.В. Рожков. Моделирование замкнутых систем электроприводов с фазовым управлением в роторной цепи. Электроэнергетика,электротехнические системы и комплексы: Материалы международной на-уч.-техн. конф., Томск: ТПУ, 2003. - С. 5-8.

40. Энергосберегающая технология электроснабжения народного хозяйства: В 5 кн.: Практ. пособие /Под ред. В.А. Беликова. Кн.2. Энергосбережение в электроприводе /Н.Ф. Ильинский, Ю.В. Рожанковский, А.О. Горнов. М.: Высш. шк., 1989.

41. Петров Г.Н. Электрические машины. 4.2. — М.-Л. Госэнергоиздат, 1963.

42. Гребенников В.И. Анализ потерь в параметрическом регулируемом асинхронном двигателе при тиристорном управлении// Изв. вузов. Электромеханика, 1970.-№10-С. 1086-1092.

43. Шубенко В.А., Браславский И .Я. Тиристорный асинхронный электропривод с фазовым управлением. — М.: Энергия, 1972.

44. Герасимяк Р.П. Тиристорный электропривод для кранов. — М.: Энергия, 1978.

45. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры. Справочник/ В.Я. Замятин, Б.В. Кондратьев, В.М. Петухов. М.: Радио и связь, 1988. 576 с.

46. Программа расчета динамики исследуемого АЭП на языке Fortran пополному» варианту математического описания

47. С ПРОГРАММА РАСЧЕТА ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМ С ФАЗОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ В РОТОРНОЙ ЦЕПН IMPLICIT REAL(K-M)

48. DIMENSION PR<1>.3>.V(I1).H(4).U<I0>,DF<6).D(«)

49. REAL ••MOTOR,PROC,K(«,9),KR(S,S),SV(a),REM<2S.),CH,ZN,PROM,1. S К L FR,PER,T3

50. REAL JD,IR,IN.IDN,KOS,KUS,KSIFU,KON,ID,KN,KRD2,KRD,ID2.KM,KI,M,M2 INTEGER POR(28,4)

51. GICAL LN(«),LST(<),L,LA(<),LAC(<),LC(t) EQUIVALENCE ( К ( 1,9 ), S V ( 1 ) )

52. FORMAT(IOA8> 99 FORMATI3F10.4)

53. FORM ATI F«. I .16) READ(I,I05) PROG.MOTOR READ(I.IOO) WN.FIN.HN

54. REAO(I.IOI) LD, TEMP, OTS, GIST, RDMIN.RDMAX.MC.G1. R EAD( 1,1 02) Tl.ll1. READ(1,103) 14,IS,1101. READ! I .300) A L FA.171. CALL MT II (MOTOR)

55. AX-I.0E + 04 LMIN-I.0E-06 R -0.01 T 50-0.0 MCP-0.0 H(l)-HN/2.0 H ( 2) II ( 1 ) H ( 3) - H N H(4)-0.0 l'BA-0.0 ICB-O.O U AC-0.0 E OC-O.O UDICP-0.0 IIDICP'0.0 TPER-0.0 DO 2 1-1,12 DO 1 J- 1 .51 PRII.JI-O.O

56. VID-0.0 DO 4 1-1.8 DO 3 J- I .S K(l,J)-0.03 KR(I.J)-0.0

57. SV(l)-0.0 DO 5 1-1,28 DO 5 J-1,2 POR|I,J)-0 PORIIJU)-«

58. REM(l,J)-0.0 DO t l-i,i LN(I)*.FALSE. LA(I)-.FALSE. LACII)-.FALSE. LGIJ)-.FALSE.

59. LSTID-.TRUE. L-.FALSE. V( I I )-WN V (I 2 ) FI N PR(II,5)-Y(1I) PR(12,5)-Y(12) Z V-0 10-0 12-0 16-0 N3-01. DO 301 J-l,« D F(J)-0.0

60. D(J)-0.0 S-SQRTI3.0) SI I ,0/S

61. PI-4.0* AT A N< 1.0) DP-2.0* PI/3.0 OMO-I 00.0* P I OM N-OMOfP IN-SQRT(2.0)*IN/KE KRR-KE"2 XM-EK'KE/(SI*S) X2-X2-KRR RR-RR'KRR

62. С ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

63. UZS-2.0 l!U-0.0 UDS-0.0 TFIL-0.0051. TFILI-0.0021. UBAZ-K.O1. KSIFU-tO.O/UBAZ1. К I S- 1 0.01. EDO- I .35" E К • К E1. KN.1,711. SN-0.81. KON-l'BAZ'KE/EDO

64. KRD«2.0'ACOS(I.O-S*X2°IN/(KE°EK*SQRT(KRD)))/DP 107 FORM AT(FIO.S)

65. D N-SQ R T( 1 . 5/К R Dl • I N

66. FORMAT(lX ,'PI OMO OMN IN IDN \

67. XM LM LS LR KS TS RKS PSQ SIC КI KM CD') I 1 I FORMAT(5F15.6)

68. FOR M ATI4X,'НДИОД A-'.F7.4,2 X,' О M LMAX-',F9.I, • 2 X,' Г LMIN-',FI0.7.2X,' Г'|

69. FOR M AT(4X,'MC-',F4.2,1 X,'M N J M / J D-■, F4.2 , • •4X.'RDMIN-',F«.3.lX.'OM RDMAX-',Ft.3,IX,'OM L D-',Ft.3)

70. FOR M AT(4X,*I D OTC-'.Fí. 1 ,2 X,' A DI DI D T, F8.1, ■IX,' A/C DELTA ID-+-',Fi.2,2X,' A') LD-LD•К R R RDMIN-RDMIN*KRR RDMAX-RDMAX'KRR R D-R DM I N CTOP-O.O R-R•К R R

71. FORMATdX,' ПУСК С ПРЕЛВКЛ ЮЧЕННЫМ СТАТОРОМ') DO 31 1-1.13 DO 30 J-1.4 USA-liSM'COS(Y(12)) lSB-USM'COS(V|l!l-DP|

72. PR(I,J)-DSA.TS'Y(I| + PSO*Y(II)'(V(1) + 2.0'V(2)) PR(2>J)-tSB.TS,Y(2).PSQ"Y(U)"(2.0*Y(l) + Y(2)) Y<1)-PR<1,5) + PR(1.J)'H(J) Y(2)-PR<2,S) + PR(2,J)'H(J) Y(I2)-PR(12,5) + OMO*H(J)30 CONTINUE

73. Y(l)-PR(l,5) + (2.0MPR(l»2) + PR(l,3)) + PR(l,l) + PR<l»4))*HN/6.0

74. Y<2)-PR(2,3) + <2.0*(PR(2,2) + PR(2,3)) + PR(2,I) + PR<2,4))«HN/i.01. Y(I2)-PR(I2,3) + OMO*HN1. PR(I,5)-Y(I)1. PR(2.S)-Y(2)1. PR(12,3)-Y(12)31 CONTINUE32 CONTINUE WRITE(2,I 14)

75. FORMATÍJX.'T ERBA IIВ A IISB EDS'1. TRB L-0.00005')1. CO TO 37

76. С ЗАПОЛНЕНИЕ СТОЛБЦОВ МАТРИЦЫ KR .КОПИРОВАНИЕ0 CONTINUE DO 13 I-l(6

77. F(LST(I). A N D.LN(I)) CO TO 13 IF(.NOT.LST(l).AND.(,NOT.LN(l))) CO TO 13 LI-LM AX1.(LN(1)) Ll-LMIN1.T(l)-LMI)1. CO TO (7,8,9,10,1 1,12),I

78. KR(1,3)--LI KR(2,3)*LI KR(6,3)-LI + LD KR(7,3)-LI1. CO TO 13

79. KR(6,4)-LI KR(7,4)-LI CO TO 139 KR(I,3)'LI

80. KR(2,3)--2.0'LI KR(7,S)--LI KR(8,S)-LI CO TO 1}

81. KR(7,6)--LI KR(l,t|«Ll CO TO IJ

82. KR(2,7)-LI KR(I.7)'-LI CO TO 1}12 KR(8,8)--LI

83. CONTINUE DO 14 1-1,8 DO 14 J-1.814 MI.J)-KR(I,J)

84. С ПРЯМОЙ ХОД ГАУССА, ЗАПОМИНАНИЕ ПОРЯДКА

85. DO 14 1 I- I ,N3 POR(I,J)-0 141 POR(I,4)-0 N2-0

86. DO 24 J- 1 ,8 N-J + 1 It CII-K(J.J)1.FICH ) 2 1,17.2117 DO 20 NI-N.81. F( K(N 1 ,J I) 1 8,20,18

87. DO 19 I-J.S POR(N2+l,3)-NI PROM-K(NI.I) K(NI,1)-K(J,I)19 K(J.II-PROM CO TO 1«20 CONTINUE

88. WRITE(2.I30) ((K(l,N>,N-1,8),1-1.8)

89. FOR M AT(»DI 2.4) WRITE(2.13I)

90. FORMAT(lH,'ПУСТОЙ СТОЛБЕЦ') STOP21 CH-l.O/CH DO 210 l-J,8

91. K(J,I)-K(J,I)*CH POR(N2 + 1,4)-J REM(N2 + I,I )-CH N I N

92. IFIN1.CT.8) CO TO 230 ZN -K< N I ,J )1.(ZN) 22,2 29,22

93. CONTINUE ZN-I.0/ZN N 2 • N 2 + I

94. PO R ( N 2 ,1 )-J POR(N2,2)-Nl REM|N2,2)-ZN DO 23 l-J.S23 K<NI,l)-K(J,I)-ZN*k(NI,l)229 N I N I + I CO TO 228230 CONTINUE24 CONTINUE N 3 N 2 + 11. С ЦИКЛ РУНГЕ-КУТТА25 CONTINUE DO 32 JT-1,4

95. S A US M • COS( Y( I 2 I) USB-USM*COS(Y(l2)-DP)

96. PR(l.JT)-llSA-TS'Y(l)+RkS*V(3) + PSO'Y(ll)'(V(l) + 2.0*Y(2)) PR(2,JT)-tSB-TS*V(2) + RKS'V(4).PSQ'V(ll)'(2.0'V(l) + Y(2)) OMEC-Y( I I )

97. M-KMMY(2)*Y(3)-Y(1)*Y(4)) 4 4 S CONTINUE SM-MC

98. F( Y( I 1 ). LT.0.0) SM--MC1.(Y(ll).EQ.0.0.AND.ABS(M).LT.MC) SM-M

99. PR(II,JT)-CD'(M-SM) P R (1 2 , JT )-О M 0-P • Y( 1 I )

100. С ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОБОДНЫХ ЧЛЕНОВ И ОБРАТНЫЙ ХОД ГАУССА

101. SV(I)-KSMPR(2,JT)-PR(1.JT))+RRMY(4)-Y(3)) + R#(Y(S)-Y(7)) SV(2)--3.0«KS«PR(2,JT)-3.0*RR'Y(4) + R'(2.0«Y(7).Y(5)-Y(9)) SV(3)-0.0 S V ( 4 ) ■ 0.0 SV(S)-0.0

102. SV(6)--Y<S)'<R + RD)-Y<6)'R-Y<7),RD-Y<9)'RD-EDC

103. SV(7)-RMY(7) + Y(8)-Y»5)-Y(6))

104. SV(8)-R-<V(9) + Y(I0)-Y(7)-Y(8))1. DO 27 I I ,N31. J I■PO R(I, I)1. J2-POR(l,2)1. J 3-P О R(1,3)1. J 4 P О R (1,4 )

105. F( J 3. E О > 0 ) CO TO 261. PROM-SV(JI)1. SV(JI)-SV(J3)1. SV(J3)-PROM

106. CONTINUE IF(J4.EQ.O) CO TO 260 SV(J4)-REM(I,I)'SV(J4) IF(I.EQ.N3) CO TO 27260 CONTINUE

107. SV(J2)-SV(JI)-SV(J2)*REM(I,2)27 CONTINUE J ■ 728 IF(J.LT.l) CO TO 290 1-8

108. IF(I.LE.J) CO TO 280 SV(J)-SV(J)-K(J,I)*SV(I) l-l-l

109. CO TO 29 280 CONTINUE J-J-l1. СО ТО 18 2*0 CONTINUE

110. DO JO I-J.IO JO PR(I,JT)-S V(l-J)

111. DO Jl 1-1,12 Jl Y(I)-PR(I,5) + PR(I,JT)'H<JT) J2 CONTINUE DO ii 1-1,12

112. JJ PR<l.l|-(2.0'(PR(l.2|*PR<l,JI| + PR(l,l) + PR<f,4)|/«0 E A KS • P R < 1,1 ) EB-KS•PR<2 ,1 ) EC--IEA + EB> EBA-EB.EA U S В А - U S В. U S А USAC-2*USA+USB EAIO-EA + KS«LIS*PR(J,l)1. EBI0-EB + KS'L1S"PR(4,I)

113. ЕС 1 0--( E A 1 0 + E В 1 0 )1. UA--EA-Y(J)*RR.PR(J,1)*LR1. UB--EB-Y(4)'RR-PR(4,1)*LR1. U C--( U A + U В )1. U BD--U В1. UBA--UB+UA1. UCB--UC + U В1. UAC--UA+UCt Biiitjif in ЭДС (ED) и партии (UD н UDI) ■ ы n pa « ■ 1e я a

114. С Выделение ЭДС (ED10) do контур; и а ■■ а г и и ч и а а « ■ а

115. ERA-KS'(PR(I,U + L1S'PR(J,I))

116. ERB-KS*(PR(2,1)«L1S*PR(4,I))1. ERBA-ERB-ERA1 D-Y<S) + Y (7) + Y<9)

117. DtD-FRtS,l>*ratl,l)*rR(9,l>1. SKL-(OMN-Y(II)I/OMN1. FR-SKL'SO.O

118. F( F R.EQ.O.O) PER-I.0E + 10 PER-I.O/FR

119. С УРАВНЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

120. С СООТНОШЕНИЯ ПО ЦЕПИ ВЫРЯМЛЕННОГО ТОКА

121. ALFA-ALFA*PI/1Í0.0 DO 700 1-1 ,4

122. ALZ2-ATAN((X2 + XI)'SKL/(RD/KRD2+RR+RS*SKL))

123. ALZ-ATAN((X2 + XH*SKL/|RD/KRD2 + RR))

124. ALZJ-ATAN((X2)*SKL/(RD/KRD2 + RR))1. ALF-ALZ + ALFA-PI/6.01FIALF.LE.0.0) ALF-0.01. С A M M A- PI'J.O-ALFA

125. IG A M M A.L E.O.O) GAMMA-0.0

126. KRD2-2.0-J.0*GAMMAf(2.0*PI)

127. REK2-KRD2*RS + J.0-(XI+X2)fPI

128. REKJ-(KRD2-RS+J.0*(XI+X2)/PICSKL

129. RSUM-KRD2*RS*SKL + J.0*(XI+X2)aSKLfPI + KRD2*RR

130. U D I R D * I D * L D * D I D

131. DID2-(EDO'SKL'COS(ALF)-ID2'<RSUM + RD|)*HNf<KRD2*LDV + LD) UD2-EDO*SKL*COS(ALF)-ID2*RSUM-KRD2*LDV'DID2/HN 700 CONTINUE

132. UDICP-UD1CP+UD1 UD2CP-UD2CP+UD2 ALFA-ISO.O« ALFA/PI

133. DO 507 J-l ,6 LAIJI-. FALSE.

134. GO TO IS I 1.51 2,51 J,SI 4,S 1 S.S I í),J Sil IFtUAC.GT.O.O) LA(1)-.TRUE. S I 2 I F<U AC. L E.O.O) LA(2)-.T R U E. SU I F( U В A.GT.0.0) LA( J)».T R U E.

135. I F| U В A.L E.O.O) L A(4)-.T R U E.

136. IFtUCB.GT.0.0) LAIS)-.TRUE.

137. IF(UCB.LE.O.O) LA(6)-.TRUE. IF(ALFA.LE.ÍO.O) GO TO S50 IF(.NOT.LG(J)) DfUI-O.«1. GO ТО S»«

138. S50 IF(. NOT. LC(J). OR. DF(J).CT. PERIOD) DF<J)-0.0 399 I FI L G ( J ) ) DF(J)-DF<J) + HN S07 CONTINUE

139. С ПРОВЕРКА НЕОБХОДИМОСТИ ОТПИРАНИЯ ВЕНТИЛЕЙ

140. CONTINUE DO 45 1-5,10 J I - 4

141. F(LST(J)) CO TO I! LG(J>-. FALSE. LN(J)-.FALSE.

142. H( I l-HN/2.0 H(2)-H(l) H(3)-HN L-.TRUE. DO 3« 1-1.6

143. L-L.AND.((LST(l).AND.LN(l)).OR.(.NOT.LST(l).AND.NOT.1. С ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА

144. CTOP-CTOP+TEMP'HN IFICTOP.CT.OTS) CTOP-OTS TOKD-KE'(V(5) + Y(7)+Y(9))1.(RD.LT.RDMAX.AND.TOKD.GT.CTOP+CIST) RD-RDMAX IF(RD.CT.RDMIN.AND.TOKD.LT.CTOP-CIST) RD-RDMIN 10-10+1 37 CONTINUE

145. M-KM*(Y(2)*Y(3)-Y(I)»Y(4))1.2-1D2+DID21.F( I D2.LT.0.0) I D2-0.0

146. M2-( EDO-COS! ALFI-ID 2* REK2)*ID2/OMN UU-UU+DUU UDS-UDS+DUDS 20 1 CONTINUE 12-12+1

147. FI12.LT.I7) CO TO 3* TRA--YI JI/IDN T R B--Y (4)/l D N TRC--TRA-TRB TRC-(Y(9).Y(10))/IDN TOKB-TOKDI*KE

148. TRD-2.0"SORT((Y(3)'-2 + Y(4)<'2 + Y(J)'Y(4))/3.0)/IDN1. M-M/MN1. M2-M2/MN1. ОТ-Y( I 1 )/OM N1. T-I0*HN

149. F( 11 0. E Q. I ) GO TO 600 EAEB-EA+EB

150. WRITE!*,500) T,T3,period WRITE(2,500) T.M.OT WRITE(3,500) T,TRA,TRB,TRC.TRD600 CONTINUE

151. WRITEI3.222) T.USA/USM.USB/USM.

152. WRITE)- ,2 22) T,M,OT,TRB,TOKDI/IDN,noc*boo/ke601 CONTINUE222 FORMAT(5F*.4,FIO,4) 12-0

153. M-M*MN M2-M2*MN 500 FORMATOFI 1.4)

154. C200 FORMAT! F5.3,4F7.3,3( 1 X,2L3),I X,3F8.3) 3* CONTINUE1.(T.CT.TI) CO TO 39 IF(L) CO TO 25 GO TO 60 39 CONTINUE STOP END

155. Программа расчета статических характеристик и коэффициентаусиления суммирующего усилителя в замкнутой системе исследуемого1. АЭП

156. DECLARE FUNCTION alia! (XI!) DECLARE FUNCTION acol! (X!) DECLARE FUNCTION lit! (Y!)

157. Расчет i-K системы с фаювым регулятором в роторе INPUT "Edob-F.do'Kdob:Kdob- ? Kdob INPUT "Rd-.Om T ", Rd

158. PUT "I zamknytaja aiilema, 0 - razomkoytaja sistema - ZAMKN IF ZAMKN - 0 THEN INPUT "ALFupr-.GRAD ? ", ALFnpr SCREEN 2

159. Xbeg 50: Xend ■ 550 'координаты осей1. Ybeg 1 JO: Yend - 120ml 200: mM - 100: mW - .5 'дл< статически« «арактернсик

160. NE (Xbeg, YbegMXend, Ybeg) 'рисование осей

161. NE (Xbeg, YeodMXbeg. Ybeg + 50)масштабирование оси t. FOR ahl 0 TO J! STEP .5

162. NE (Xbeg + abt • ml, Ybeg IMXbeg + shl • mt, Ybeg) NEXTмасштабирование оси M. FOR >bt -.2 TO I STEP .2 '■>■ nil i > LINE (Xbeg + J. Ybeg - abt • mMMXbeg, Ybeg • >bl • >M| NEXT

163. OPEN "D mom.DCM" FOR OUTPUT AS »I OPEN "D mom kl.DCM" FOR OUTPUT AS »2 OPEN "Dlok.DCM" FOR OUTPUT AS «31. Тип двигателе MTH 311-6

164. READ Rl, XI, R2, X2paip. I2pa>p. E2, Mbp, J. Pnom DATA 0.51.0.645.0.124.0.241,42.172,314,0.225,11000

165. CONST PI 3.14159265» Nnom - 940

166. Moom Pnom * 30 / (Nnom * PI) Mnom » 111.747 Idnom - 59.4 SICMAI - 1.073: Kr - 4.2: Ufaz • 220 Ke - SQR(Kr) XI. - XI • SICMAI / Kr Rlt - Rl • SICMAI / Kr

167. Skp * R2 / SQR(Rll A2+(Xla + X2)A2) Xk (Xli + X2) * Kr

168. Mk 3 • Ufaz A 2 / (2 • Wc • (Rll * Kr + SQR(|Rla ■ Kr) A 2 + Xk A 2))) belecm - 2 • Mk / (Skp • Wc) • - Ria / R2 Lb - 10bet " belecm • I ALFupr " 0

169. ALFupr RAD * ALFupr Edob - Edo * Kdob M10 - 2.5 • Maom SI0 - I D - 5dSO .0001 dS - dSO dldO -.1 dKO « .001

170. RekNgr 1.5 • (Rll + XekN / 2) IF Edob - 0 THEN Sgr • TAMPI I 6) • (R2 + Rid + Rd / 1.5) / <X2 + Xli - TAN(P1 / 6) * Rll) 'Sgr - 2

171. Ngr (Edo • Sgr) / (1.5 • (R2 + Rm) + RekNgr • Sgr + Rd) END IF1. PRINT IdNgr; Sgr

172. Ml -I* Mnom Задание 1-й тчк на жесткой i-ке

173. Wp Wnom / D Wl - Wp SI - (Wc - Wl) / We FOR I - I TO 4

174. ALFzapl ATN(SI • (X2 + Xli) / (R2 + SI • Rll + Rd / kit))

175. ALF I ALFzapl + AlCal . PI / 61. ALFI < 0 >rfCN ALFI 0

176. CAMMA ■ PI / 6 + ALFzapl ALF.l

177. M2 2.5 • Maom W2 - (Ml - M2 + bel * Wl) / bet S2 - (We . W2) / Wc FOR I - I TO 4

178. ALFiap2 ATNIS2 • (X2 + Xlfl / (R2 + S2 ■ Rli + Rd / kfl))

179. ALF2 ALFiap2 + ALFu2 . PI / t1. ALF2 < 0 THEN ALF2 0

180. GAMMA PI / « + ALFiap2 • ALFn2

181. Ky (ALFu2 - ALFal) / (SI ■ S2) / lib kft2 - kflkill I ' kf(2 ••••1. NEXT I

182. Rekl kfll • (Rlt + XekN / 2) Rek2 - kfl2 ' (Rli + XekN / 2) Kb - lib / Edo ALFOI - ALFI ■ ALFul I II - Ku • (Edo • SI • COS(ALFOI) - Idl • ((kfll ■ kfll) • R2 + SI • Rekl - SI • Rekl)) Ilia - I II . (PI / 2 - ALFal) / Ky

183. PRINT "bet-"; bet; "Ky-"! Ky; "SI-"; SI; "S2-"; S2; "Hi«-"; Un; "Rd-"; Rd PRINT "kfll-"; kfll; "kfl2-"; kfl2 Id 0 kft • 1.5 ALF - 0 ALFO - 0 C - 01. Ku• 1 * Ko1.

184. W We • (I - S) 1 FOR J - I TO 5

185. Выделение ОС no ЭЛС и сигнала упраалениа ALFO » ALF ALFa RekN - kft • IRIl + XekN /2)1.ok ku • ldN • ((kfl • kfll) " R2 + S • RekN - SI • Rekl) lltok - Ka • ldN • ((kfl ■ kft2) • R2 + S * RekN ■ S2 • Rek2) l i - Ku • Edo • S * COS(ALFO) - lltok

186. Ky • Edo • S * COS(ALFO) 'идеал, сигнал ОС/аlly Hi - In

187. ALFUb ly * Ky ALFa - PI / 2 - ALFUa IF ALFu < 0 THEN ALFa • 0

188. Edob 0 THEN ALFiap - ATNIS * (X2 + Xll) / (R2 + Rm + S • Rli + Rd / kfll) ELSE

189. ALFiap ATNddN • S ■ (X2 + Xli) / (Edob / kfl + ldN ■ (R2 + Rm + S • Rli + Rd / kft))) END IF

190. ALFiap ATMS • (X2) / (R2 + Rm + Rd / кГЩ'лроверить.иах алиаи>1 XI,Rl? IF ZAMKN - 0 THEN ALFn » ALFupr 'яла расчета стат. i-K раюикнут. сиетеиы1. S ■ О THEN 'NEW!

191. Ro PI • (R2 + Rlf • S) • Ke / (6 • SQRI6) • Ufai) '1. ELSEro PI • IdN * (R2) • Ke / (« • SQR(2) • S • llfai) ' + Rli • S END IF • PRINT го/RADro 0 '

192. IF ALFiap « PI / « ro THEN ALFiap - PI / « - ro ALF - ALFu + ALFiap - PI / 6 IF ALF < 0 THEN ALF - 0 IF ALF > PI / 2 THEN ALF-PI / 2

193. ALFiap »- PI / i THEN CAMMA PI / i- ALFn 'IF (ALFiap >- PI / « AMD (IdN <- IdNgr)) OR (IdN <- IdNjr) THEN 'GAMMA - (IdN I IdNgr) • PI / 3 - ALFn 'END IF

194. GAMMA acoill - 6 • (X2 + Xll) • IdN / (PI • Edo)) • ALFn ldN(r2 - PI • Edo/12 / (X2 + Xli) '!!!

195. CAMMA acoill - .3 • IdN / IdNgr) - ALFn IF IdN »- IdNgr THEN GAMMA • PI / i - ALFn CAMMA - PI / i + ALFiap ■ ALFu IF GAMMA > PI / 3 THEN GAMMA « PI / 3 IF ALFiap >- PI / 6 THEN CAMMA - PI / 3 - ALFa ' CAMMA - PI / 3 - ALFu1. GAMMA < 0 THENCAMMA- 0

196. INKEYS " " THEN STOP kfl - 2 - 3 • CAMMA / 2 / PIdK KIO ■ kfl KIO - kft 'Проверить алиаиис го1. Rek kfl • RIt + Xek

197. Расчет общего ко?ф-та усилении

198. KiumW -III / I II • (I ■ Uf / I II) 'идеал, сигнал ОС/»!!!

199. PRINT »I, USING "»»»»«.»К«»"; MN / Mnom; I S PRINT «2, USING ••»»»»».»»»»"; Mkloia / Mnom; I ■ S PRINT «3, USING IdN / Idoom; I - S1. С 0 END IF1. INKEYS "" THEN STOP1. VIEW PRINT12

200. ZAMKN Ф THEN S - S - .002 IF ZAMKN - I AND S >- 1 THEN S - S - dSO IF ZAMKN - I AND S < 1 THEN S - S - dSO / I

201. ZAMKN ■ I AND MN ■ 0 AND S > 1.1 THEN • S S - .0002 COTO 5 * COTO 6

202. S < .002 AND ZAMKN » 1 THEN END IF S < .002 AND Rd ' .48« THEN S I.I Rd - .13 GOTO II END IF

203. S < .002 AND Rd .13 THEN S - 1.1 Rd - 0! GOTO II END IF

204. S < .002 AND Rd 0 THEN STOP 3 IF S < .002 AND ZAMKN - 0 THEN ALFopr - ALFupr + PI I 12 S - 1.1 END IF

205. ZAMKN 0 AND ALFupr » 4.5 • PI / 12 THEN STOP 'Если ALFupr-0 COTO II 6 IF S > .002 COTO II STOP END

206. FUNCTION acot! (X!) IF X »- I THEN acot 0 ELSEacoa PI / 2 . ATNIX / SQRII - X * 21) END IF END FUNCTION

207. FUNCTION atin! (X!) IF X • I THEN atin PI I 2 ELSEaain ATN(X / SQR(1 - X » 21) END IF END FUNCTION

208. FUNCTION kf! (YD IF V >• PI • Edo / 12 / X2 THEN kt 1.5 ELSEkt 2 - 3 / (2 • PI) • atot(I - 6 • X2 • V / <PI • Edo)) END IF END FUNCTION

209. Программа расчета энергетических показателей исследуемого АЭП, системы импульсного управления в роторной и фазового управления в статорной цепи

210. С РАСЧЕТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С (ФАЗОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ В СТАТОРЕ И РОТОРЕ, ИМПУЛЬСНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ)1.PLICIT REAL(K-M)

211. DIMENSION PR(I2,3).Y(12).H(4).U(I0),DF(«),D(«).PRABÎ2,3), •YAB(2),PR2(2.3).Y2(2).Sl(23).S2(23).M(IOO) REAL *8MOTOR,PROC,K(8,9),KR(8,a),SV(8),REM(28,2).CH,ZN,PROM,•SKL,FR,PER,T3

212. С REAL °8A,B,C,Uf,SKlN,XK,RRIl,RRI2,RRI,Rdvtl,Xdvtl,ll3l,E13,

213. GICAL LN(6),LST(6),L,LA(6),LAG(6),LG(6) EQUIVALENCE ( К ( 1,9 ),S V( I ) )

214. FORMAT(lOLl) 103 FORMAT(IOAS) 99 FOR M AT(3F I 0.4) 300 FOR M AT( F«.l ,1«)

215. READ(I.IOS) PROG,MOTOR READ(I.IOO) W N. F I N. H N

216. READ(I.IOI) LD,TEMP,OTS.CIST,RDMIN,RDMAX,MC,G1. READII.I02) Tl.ll

217. READ(1,I03) 14,13,110,19,131. READ(1,300) ALFA.171. CALL MTH(MOTOR)zaah-0.01. R-0.011. P I-4.0* A T A N ( 1.0 )10.012.016.018.011 I -0112.0

218. S-SQRT(3.0) DP-2.0* PI/3.0 DPI-PI/2.0 OMO-IOO.O'PI OMN-OMO/P RAD-I80/PI AALFA-30.0 С I N-SQRT(2.0)* I N/K E С IN-1N/KE !- KRR-KE**2.01. Щ RD-RDMIN

219. R D r- R D RD-RD'KRR X2-X2*KRR R R-RR•К R R itok-31.3 F I U -0.00 I KFT-1.3 A L Fu-0.01. ED0-3.0*SQRT(2.0)*EK/PI1. PN-11000.0 KPDN-0.78

220. POTN-(Ur-TOKIN*RS)/(4.44'Faali*WI*KI) KONS-MN/(POTN'KM2N*lN)

221. KOR-SQRT(RS"2.0 + XK"1.0) SKCR-RR/KOR

222. MKCR-).ll'Ut"l.ü/|l.COMN'|RS»KOR|| с MKCR-383.0

223. S1CMA-1.073 Xll-XI'SICMA/KRR RSl-RS*SIG M A/k R R X2r-X2'SICMA**2.0/kRR RRr-RR'SJCMA**2.0/KRR XEK-3.0«X2r/PI1. S К I N -0.9

224. MCR-2.0*MKGR'(I.O+RS/kOR)/(SKlN/SkCR + SkGR/SklN + 2.0*RS/kOR) С MCRr-3.0*Uf'*2.0*RR/(SklN'OMN*<(RS + RR/SklN)**2.0 + XK"2.0)) OM-OMN'(l.O-SKlN)1.(I3.EQ.I > CO TO 145 С РЕАЛЬНАЯ КРИВАЯ 1(E)1. EM-0.2S

225. TOKMS--0.262'EM + I3.667*EM«*2.0-62. 89 I • EM ■ «3.0+125.663«EM*'4.0-•114.942'EM-*5.0 + 39.667'ЕМ"6.0 EM-1.05

226. TOkM3--0.262'EM + 13.667«EM«*2.0-62.891«EM"3.0 + 125.663"EM"4.0-•114.942*EM**5.0 + 39.667-EM"6.0 EM-1.01

227. TOkM4--0.262'EM + 13.667«EM"2.0-6 2. 891 ■ EM • «3.0+125.663* EM * 4.0-•114.942*EM"5.0 + 39.667* EM ' <6.0

228. TOKM2-TOKM4 + I1.25-1.Ot)MTOKM4-TOKM3)/(l.08-1.05) CO TO 146145 CONTI N I' E

229. С УНИВЕРСАЛЬНАЯ КРИВАЯ 1(E)1. E M 0.4

230. TOKM5-0.047'EM+9.999«EM ••2.0-42.849«EM*'3.0+78.427*EM"4.0-•64.276,EM«'5.0 + 19.672*EM"6.0 EM-I.I6

231. ТОКМЗ-0.047* ЕМ+9.999'ЕМ'*2.0-42.849'ЕМ "3.0 + 78.427«ЕМ* '4.0-•64.276"ЕМ**5.0+19.672*ЕМ**4.0 EM-I.I9

232. ТОкМ4-0.047*ЕМ+9.999'ЕМ"2.0-42.869'ЕМ"'3.0 + 78.427*ЕМ"4.0-•64.274"ЕМ**5.0 + |9.672"ЕМ"*6.0 ТОКМ2-ТОКМ4 + (|. 25-1.19)*(ТОКМ4-ТОКМЗ)/(1.19.1.16)146 CONTINUE С ЕМ-0.0

233. II3.E0.I ) IFII1.EQ.U I F( I3.E0.1 ) IFII3.EQ.1) IFII3.EQ.I) IFÜ3.EQ.0) I F( I 3.Е Q. О) I FI13.EQ.0) IFII3.EQ.0) I F( I 3. Е Q. О ) IF(I9.EQ.I) I F(I9,ЕQ. I ) I F(I9.EQ. I ) I F(I9.ЕQ. 1 ) IFII9.EQ.1)

234. N N -940.0 OM-PI'NN/30.0 SN-(OMN-OM)/OMN SKN-RR/KOR

235. С (ИНДЕКС t ДЛЯ Т-ОБРАЗНОЙ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ, 6ц 1 . !■■ Г-обр.шоО) с ИНДЕКС а упрощ. - бе| учета насыщенна маги, цеон

236. С ФАЗОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ В СТАТОРЕ

237. С MGR-2.0*MKCR*(l.0 + RS/KOR)/(SKIN/SKGR+SKGR/SKIN + 2.0*RS/KOR) С X0I-X0NI

238. С M(I)-I.5'MN X0NEW-X0NI М 11)-MC R/200.0

239. С ПРОВЕРКА ЗАВИСИМОСТИ U-f(ALFA,FI) (СООТВЕТСТВИЕ С Б РА С Л А В С К И М )1. FFI-0.0

240. AALFA-AALFA/RAD 999 BK-2.0*(FFI/2.0-SIN(2.0'FFI)/4.0+PI/2.0-AALFA/2.0 + SIN(2.0* • AALFA)/4.0)/PI CK-(SIN(FFI)**2.0-SIN(AALFA)**2.0)/PI С СК-0.0

241. UAMPL-SQRT(BK*«2.0 + CK**2.0) UAM-UAMPL«'2.0 с WRITE(*,444 ) FFl ' R A D.U AM,A A LFA с WRITE(6,444) FFI*RAD,UAM FFI-FFI+0.011.(FFI.LE.A ALFA) GO TO 999 AALFA-AALFA + I0.0/RAD FFI-0.01FIAALFA.LE.120.0/RAD) GO TO 999 909 CONTINUE

242. X 0 I-0.2 5' X ON/Т О К M J1. XOII-0.25'XONt/TOKM51. XO-XON1. XOt-XONt1. XON EW-XONI1. X 01- X ON1. XOII-XONI777 CONTINUE

243. Ul-UOTN«Uf С MGR-2.0*MKCR/(Sltl)/SKCR+SKCR/SI(l)) II1-U1/ZI

244. С II1 I-III • COS( С A M I )1. С I I 1 l-ll 1/Z 11

245. I-SQRT(M(I)'OMN*SKIN/(J.O*RR))1.Iut-EII/XONIui-ui/ur1. E1 I-El UE N «0 CONTINUE

246. С ПАРАМЕТРЫ, ЗАВИСЯЩИЕ ОТ НАМАГНИЧИВАНИЯ I F ( I 9. Е 0.1 ) СО ТО <1 1 F(l J.EQ.I ) СО ТО 6S С РЕАЛЬНАЯ КРИВАЯ 1(E)

247. TOKMI--0.262"U1+1J.667* UI-*2.0-62.891MM#4J.0 + 125.66J*UI**4.0-•II4.942*U1*'5.0+J9.667*U1*'6.0

248. TOKMIt--0.262*Ell + lJ.667'Ell"2.0-62.89l*EU**J.0 + •125.66J*EII*'4.0-114.942*EII**5.0+J9.667'EII'*6.0 IF(UI.LE.0.25) TOKMI-UI*TOKM5/0.25

249. С УНИВЕРСАЛЬНАЯ КРИВАЯ IIE)

250. ITOKMII.CT.TOKM2) ТОКМ||-ТОКМ2 + |Е1|-1.25)*|ТОКМ4-ТОКМ.)*5.0/ •11.19-1.16) 61 CONTINUE

251. I-TOKMl*SI I M I l-TO К M 11 ■ S I IFI19.EQ.I) I M I -1 M I u I F ( I 9. E Q. I ) IMIt-IMIat1. FI2|I-ATAN|X2*SK1N/RR)1.lt-SQRT(l2l**2.0 + lMlt*'2.0 + 2.0-|21MMIfSIN(F12tl))

252. С l2la-$QRT|Illa><2.0 + IMIn**2.0-2.0*llla*IMIa*SlNITETN))

253. С l2lal-SQRT(lllal'*2.0 + IMIul"2.0-2.0Mlla«MMIal'SIN(TETNl))

254. С I21-SQRT(III**2.0 + IM1"2.0-2.0*I1I*IMI-SIN(TET)) С I2tt-SQRT(lllt<*2.0 + IMlf2.0-2.0*IIIflMlfSIN(TETt|) 1210-121 I 2 I u I -1 2 I 1211-121

255. EI1-EI1*EN U 1 U I • U f llorAC-11 ICRS llor BC-II I t* X I• torAB-SQRT((>torAC)**2.0 + (itorBC)**2.0) QW1-IU l*'2.0+EII"2.0.|«(orAB)"2.0)/|2.0*Ul'Ell) IFIQWI.GE.I.O) QWI-1.0

256. CAMST--UCOLll-UCOL2l + PI/2.0 + n>/2.0

257. Р( |ааа||.Н.0.0 ) 1атп-0.0 I р ( ( • в II. 11 . р 2.0) |аи||-р1/2.0

258. MPa-(З.Oal2luaa2.0aRR>/(OMNaSKINaMN) MPat-(З.Oal2l■taa2.ФaRR)/<OMNaSklNaMN) МР-(3.0*|21**2.0'НН)/(ОММ>$К11Ч*ММ) МР1-(3.0'|2||''2.0'НН)/(ОМН-5К^'ММ С ОПРЕДЕЛЕНИЕ КПД ДЛЯ ФАЗОВОГО РЕГ-НИЯ В СТАТОРЕ (ЗДЕСЬ КМ-МЕХАНИЧ. ПОТЕРИ)1. КМ11-КМ^(ОМ/ОМ*|

259. КС|-|.09*КСМ*иОТМ**2.0М1.« + $К1|Ч*м.З) У1а-.Ф*(1|1а**2.0'К$ + 111аа*1.0'ЯЯ) У1а1в3.0*(111и1**2.0*Н5+121а|а>2.0*НН)

260. VI-З.Фа(111аа2.0аН5 + 121аа2.0аНН)

261. VII-3.0а(1111аа2.0'Н$ + 1211аа2.0аНН)

262. КР0|.-М(|)'ОМ/(М(П#ОМ+КМ|1 + КС|+3.0ММ1о**2.0'К5 + У1и> КР01а1-М(|)аОМ/(М(|)аОМ + КМ11 + КС1+3.0а1М1»1аа2.0аН5 + У1и|) КРО|-М(|)'ОМ/(М(|),ОМ + КМ11 + КС|+3.0ММ1"2.0'К5 + \'|) кРО||-М(1)аОМ/(М(1)аОМ + КМ11 + КС1+З.Оа|М11аа2.фаН$ + У11)1. DO 555 1200-1 ,4

263. ALFzapl-ATAN(SKlNa(X2r + Xli)/(RRr+SKINaRSl+RDr/KFT)) IDl-SQRT(M(l)aOMNaSKIN/(KFTaRRr+RDr))

264. KOSI-IDIa(kFTa(RSlaSklN + RRr)+RDr + XEkaSklN)/(EDOaSKlN)lF(KOSl.GT.I.O.AND.RDr.EQ.O.O) К OS 1-1.01. AALFl-ACOS(KOSl)1.IAALFI.LT.0.0) AALF1-0.01F(AALF1.GT.PI/2.0) AALF1-PI/2.0

265. ALFil-AALFl-ALFzapl + PI/t.O1.(ALFal.LT.O.O) ALFol-0.0

266. С ФАЗОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ В РОТОРЕ1. С KBАДРАТНОЕ УРАВНЕНИЕ

267. С M(I)'OMNaSKINaa2.0aX2aa2.0 + 2.0aM(l)aOMNaSKINaa2.0aXlaX2 +

268. С M(I)aOMNaSKINaa2.0aXlaa2.0 + M(l)aOMNaSklNaa2.0aRSaa2.0 +

269. С M(l)aOMNaRRaa2.0 + RR(2.0aM(l)aOMNaRSaSKlN-3.0aLfaa2.0aSKlN)-0

270. A-M(I)aOMNaSklNaa2.0 B-2.0aM(l)aOMN'SklNaa2.0aXl

271. C-M(l)aOMNaSKINa*2.0aXlaa2.0 + M(l)aOMNaSKlNaa2.0aRSaa2.0 + aM(l)aOMNaRRa*2.0 + RRaSKlNa(2.0aM(l)aOMNaRS-3.0'Ufaa2.0)

272. X21-(-B-SQRT(Baa2.0-4.0aAaC))/(2.0aA) X22-(.B + SQRT(Baa2.0-4.0aAaC))/(2.0aA) С WRITE ( a ,4 4 4 ) X 2 I, X 2 2

273. X 2 I ■ X 2 2 С RRI-2.5-RRс RRI-RR1.(X2I.LE.X2) X 2 I X 2 IF(X2l.gt.lOOO.OaX2) X2l-10 00.0aX2 XKI-XMX1I

274. Rdv2-XONaa2.Oa(RS+RR/SKIN)/((RS + RR/SKIN)a'2.O + (XON + XKI)aa2.0) Rdvt2-(RSa(RRaa2.0/(SklNaa2.O) + X0Ntaa2.0+2.0aX2laX0Nt + X2laa2.0) + aX0Ntaa2.0aRR/SKlN)/<RRaa2.0/(SKINaa2,0)+(XONt + X2l)aa2.O)

275. Z2-SQRT(Rdv2aa2.0 + Xdv2aa2.0)

276. Z2t-SQRT(Rd*t2a"2.0 + Xdvt2aa2.0) Z2NI-Z2I

277. TET2-ATAN(Xdv2/Rdv2) TET2l-ATAN(Xdvt2/Rdvl2)

278. TET2f-ACOS((RS + RR/SklN)/SQRT((RS + RR/SKIN)aa2.0 + XKaa2.0))1. С STOP1. С kMFI-3.0allf/OMN

279. С I 2 2-SQ R T( M (I ) • О M N • SK IN/( 3.0 ' R R )) I ■■ Kjaili)8 0 0 CONTINUE

280. С KOC2t-M(I)aOMN/(3.0aI22'E22) С I F(KOC2I.G E. 1.0) KOC2I-1.0

281. С FI2t-ACOS(KOC2l) С IF(FI2t.LE.TET2t) FI2I-TET2I С I F ( F 121. G Т. P 1 / 2.0) FI2I-PI/2.011 2 U f/Z 2 1 ( 21 - Uf/Z 21 ll2ul-Uf/Z2Nt IM2-tf/X0N

282. KATETI2-UraCOS(TET2t)-ll2aRS KATET22-UfaSIN(TET2l)-ll2aXI E22-SQRT(KATET12aa2.0 + kATET22aa2.0)

283. E22-E22/EN 1FII9.EQ.1) GO TO 78 1F(I3.EQ.1) CO TO 7»1. С РЕАЛЬНАЯ КРИВАЯ 1(E)

284. TOKM22f. 0.262*Е22+13.667*Е22**2.0-62.891*Е22"3.0 + 125.66 3* •Е22,,4.О.||4.942,Е22«'5.0 + 39.667«Е22'«6.0 IFIE22.LE.0.25) TOkM22t-E22'TOkM5/0.25

285. С УНИВЕРСАЛЬНАЯ КРИВАЯ 1(E)

286. С ОПРЕДЕЛЕНИЕ КПД ДЛЯ ФАЗОВОГО РЕГ-НИЯ В РОТОРЕ (ЗДЕСЬ КМ-МЕХАНИЧ. ПОТЕРИ)

287. KM2-KMN'(OM/OMN) с KM2-KMI I

288. KC2-1.05*KCN«(1.0 + SK1N«4.3) V2-3.0M1I2"2.0'RS + 122*'2.0'RR) V2t-3.0'(II2|**2.0*RS + 122«*2.0*RR) V2«t-3.0*(I12»«**2.0*RS + I22*«2.0>RR)

289. KPD2-M(l)«OM/(M(l),OM+KM2 + kC2*J.0'IM2-'2.0*RS + V2) KPD2t-M(I)-OM/(M(l)*OM + kM2 + kC2 + 3.0'IM2l"2.0'RS + V2O KPD2>t-M(l)*OM/(M<l)'OM + KM2+KC2 + 3.0MM2>f2.0*RS + V2Dt)

290. MPR-3.0*E22*I22*KOC2t/(OMN*MN)

291. С ИМПУЛЬСНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ

292. С К ВАДPAT НОЕ У РА ВНЕНИЕ

293. С M(l)*OMN*RRI**2.0+RRI'(2.0*M(l),OMN'RS,SKlN-3.0,Ur**2.0"SKlN) +

294. С M(l)'OMN'SklN"2.0'(Xk"2.0tRS"2.0)-01. A-M(l)*OMN

295. RNdvl-X0N**2.0-(RS + RRI/SKlN)/((RS + RRl/SKIN)**2.0 + (X0N+XK)*-2.0) RNd»tl-(RS,(RRI*'2.0/(SKlN«*2.0) + X0Nt**2.0 + 2.0,X2'X0Nt + X2**2.0) + *X0Nt**2.O*RRI/SKIN)/(RRI**2.0/(SKlN**2.O) + (X0Nt + X2)<*2.O)

296. Z3t-SQRT(Rdvtl**2.0 + Xd>tl**2.0) I13l-U(/Z3t

297. KATETI3'Uf*COS(TETtl)-II3t*RS KATET23-UfSIN(TETtl)-ll3eXI EI3-SQRT(KATETI3"2.0 + KATET23**2.0) IM3ol-EI3/X0Nt E 1 3-E 1 J • S/( E k • К E ) IFII9.EQ.I) GO TO 68 I F (I 3. E Q. I ) CO TO 69 С РЕАЛЬНАЯ КРИВАЯ 1(E)

298. С УНИВЕРСАЛЬНАЯ КРИВАЯ КЕ)

299. MPI-(3.0M23**2.0*RRI)/tOMN*SKlN*MN)

300. MPIit"<3.0423.l*"2.0'RRI)/(OMN*SKIN*MN)

301. MPIt-(3.0423l**2.0*RRI)/(OMN*SKIN'MN)1. KMI3'COS(TETl)

302. С ОПРЕДЕЛЕНИЕ КПД ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ОДЕСЬ КМ-МЕХАНИЧ. ПОТЕРИ) KM3«KMN*(OMfOMN) KC3"I.0S'KCNM1.0»SKIN"I.3> V3-3.0*(II3**2.0*RS + I23**2.0*RRI) V3«l-3.0«( I I 3.1 • • 2.»* RS + I23ut • «2.0' RRI) V3<.3.»MII3t""2.0-RS»l23l'*2.0*RRl)

303. KPD3"M(I|-OM/(M(I)*OM + KM3+KC3 + 3.0*1M3"*2.0-RS + V3)kPD3.l-M<l>'OM/(M(l)'OM*KM3tKC3*3.0'IM3«l"2.0'RS*V3ut)

304. KPD3l-M(l)'OM/<M(l)'OM*KM3*KC3*3.04M3f2.0'RS*V3l)1. OM-OMN'(IO.SKIN)

305. WRITE!',4441 M(I)/MN,COS(CAMST).COS(TET2),COS(TETNI). • RRI,Uot.,i2i,i2 WRITE(3,444) M(l)/MN,COS(CAMST),COS(TET2),COS(TETNI) WRITEI4.444) M(I)/MN,KPDI,KPD2,KPD3

306. WRITE! 3,444) M(l)/MN,KPDIut,KPD2iil,KPD3al WRITEIi.444) M(l)/MN,KPDlt,KPD2t,KPD3t M(l)-M(l)*MCR/200.01.(M(l).LE.MGR + I.O) GO TO 78Ф888 STOP444 FORMAT(l2F9.4)1. END