автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Разработка математических моделей и программного обеспечения для поверочных расчетов асинхронных двигателей, работающих в составе высокочастотного вентильного электропривода

На правах рукописи

Кущ Александр Викторович

РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ПОВЕРОЧНЫХ РАСЧЕТОВ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ, РАБОТАЮЩИХ В СОСТАВЕ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Специальность -05.13.18 «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ставрополь - 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет» на кафедре теоретических основ электротехники

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Седова Ирина Юрьевна

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, старший

научный сотрудник В.В. Копытов - доктор технических наук, доцент Ю.Г. Кононов

Ведущая организация: Санкт-Петербургский

государственный политехнический университет

Защита состоится 22 декабря 2006 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.245.09 в Северо-Кавказском государственном техническом университете по адресу: 355028, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северо-Кавказского государственного технического университета

Автореферат разослан ноября 2006 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физ.-мат. доцент " * О-С. Мезенцева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

• Актуальность проблемы, постоянно совершенствуемый и повсеместно используемый в деревообработке, строительстве, химической, нефтегазовой и пищевой промышленности нерегулируемый асинхронный электропривод повышенной частоты предполагает применение серийных машин в условиях, отличающихся от штатного режима: при изменении обмоточных данных, с сохранением конфигурации магнитной цепи; при нестандартной форме питающего напряжения. Это определяет необходимость создания современных средств исследования подобного привода с помощью математических моделей и новейших информационных технологий. Большой вклад в развитие теории математического моделирования машинно-вентильных систем внесли такие ученые, как Копылов И.П., Фетисов В.В., Сидельников Б.В., Попов В В., Плахтына Е.Г., Демирчян К.С. и другие. Анализ современного состояния проблемы показывает, что существующие математические модели позволяют выполнять решение достаточно широкого класса задач, связанных с анализом и синтезом машинно-вентильных систем различного вида. Однако, с одной стороны, при всем многообразии программных комплексов имеют место ограничения по возможностям исследований (способу представления исходных данных серийных машин, видов питающего напряжения и т.п.), а с другой -избыток информации, излишний в условиях решения отдельных проблем ограниченного класса. В связи с этим тему диссертационной работы следует считать актуальной.

Объектом исследований является машинно-вентильная система переменного тока (асинхронный двигатель (АД), работающий совместно с высокочастотным нерегулируемым непосредственным ^преобразователем частоты (НПЧ)). ■ ' •

Предметом исследований являются методы математического моделирования машинно-вентильных систем переменного тока и■результаты анализа, выполненные с помощью этих методов. ■ -

Цель диссертационной работы состоит в разработке математических моделей и программного обеспечения, позволяющих максимально адаптировать и эффективно использовать серийные АД с короткозамкнутым ротором, работающие совместно с НПЧ.

Научная задана исследований состоит в разработке методического, математического и программного обеспечения для поверочных расчетов и комплексной компьютерной диагностики асинхронного вентильного высокочастотного электропривода.

Для достижения поставленной цели и решения обобщенной научной задачи была произведена ее декомпозиция на ряд частных задач:

1. Выполнение аналитического обзора существующих вентильно-машинных систем переменного тока, способов их математического моделирования и методов реализации математических моделей.

2. Разработка метода поверочного расчета серийных АД с короткозамкнутым ротором с измененными обмоточными данными, работающего совместно с высокочастотным нерегулируемым НПЧ.

3. Разработка методов оптимизации обмоточных характеристик и электромагнитных нагрузок системы АД-НПЧ.

4. Формулировка и реализация математической модели системы АД-НПЧ для анализа электромагнитных и электромеханических переходных и квазистационарных режимов работы.

5. Численные исследования серийных АД, работающих в составе высокочастотного асинхронного электропривода.

Методы исследований:

При решении поставленных задач использовались методы математического моделирования (компонентного и логического макромоделирования), численные методы интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений, методы одномерной и многомерной оптимизации, решения задач нелинейного программирования; методы приближения функций (аппроксимация, сплайн-интерполяция и т.п.).

Достоверность полученных результатов обоснована строгостью исследований, выполненных в соответствии с теорией' математического моделирования электрических машин и полупроводниковых преобразователей, численных методов интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений, методов нелинейного программирования и приближения функций. Результаты диссертационной работы не противоречат исследованиям других ученых и совпадают с полученными экспериментальными данными.

Научная новизна состоит в'следующем: " 1. Разработана оригинальная" математическая модель для поверочного расчета, и оптимизации АД с короткозамкнутым ротором, работающего с измененными обмоточными данными статора в составе высокочастотного нерегулируемого вентильного электропривода.

2. Впервые получено математическое описание связи геометрических параметров зубцовой зоны статора асинхронных двигателей с номинальными паспортными данными машины. Выполнена типизация геометрических параметров электродвигателей серии 4А.

3. Разработана математическая модель для анализа переходных и квазистационарных режимов АД, питающегося от высокочастотного НПЧ при независимой' работе отдельных фаз, которая в отличие от существующих

" моделей позволяет учитывать нелинейное изменение параметров рабочего режима машины при изменении частоты вращения ротора, и с учетом этого определять'' показатели 'качества электромагнитных и электромеханических процессов и гармонический состав фазного тока узла нагрузки.

4. Проведены оригинальные исследования с использованием полученных моделей, алгоритмов и программного комплекса по компьютерной диагностике серийных асинхронных машин, используемых в неноминальных режимах работы в составе вентильного электропривода (ВЭП).

Практическая ценность диссертационной работы:

1. Разработанный программный комплекс для поверочного расчета позволяет выполнять экспресс-диагностику серийных асинхронных двигателей,

используемых для работы в неноминальных условиях, возникающих в процессе работы совместно с высокочастотным НПЧ. При этом анализируются рабочие и механические характеристики машины, определяются ее пусковые и энергетические параметры.

2. Алгоритм и программа оптимизации дают возможность выбирать электромагнитные нагрузки и обмоточные данные двигателя в соответствии с требованиями конкретного технологического процесса.

3. Программный комплекс для расчета переходных процессов позволяет анализировать гармонический состав тока в узлах нагрузки с ВЭП и оценивать его влияние на качество электрической энергии сети.

4. Результаты многовариантного численного эксперимента дают, возможность выявлять предельные и оптимальные границы работоспособности АД, функционирующего совместно с высокочастотным НПЧ.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Математическое и программное обеспечение поверочного расчета асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с измененными обмоточными данными статора при работе совместно с высокочастотным нерегулируемым непосредственным преобразователем частоты.

2. Метод оптимизации электромагнитных нагрузок и обмоточных данных АД, работающего в составе высокочастотного вентильного нерегулируемого электропривода.

3. Параметры типизации геометрических характеристик зубцовой зоны статора асинхронных двигателей серии 4А малой мощности.

4. Математическая модель и программное обеспечение расчета динамических характеристик и гармонического состава фазного тока статора АД, работающего совместно с высокочастотным нерегулируемым преобразователем частоты.

Публикации и апробация результатов исследования.

По теме диссертации автором опубликовано 12 работ,.из.них..1 статья в журнале известия вузов Северо-Кавказского региона. Серия «Технические ,

б

науки» (входящий в. перечень ВАК РФ), 1 свидетельство о регистрации алгоритмов и программ. ¡

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на XXXIII, XXXIV, XXXV научно-технических конференциях по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов - и студентов (Ставрополь, 2004-2006 г.), IX региональной научно-технической конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь, 2005), первой и второй международных научно-технических конференциях

«Инфокоммуникационные технологии в науке, производстве, и образовании» (Ставрополь, 2004-2006 г.), XI международной конференции «Современные проблемы информатизации в прикладных задачах» (Воронеж, 2006), XI международной конференции . «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты» (Алушта, 2006).

Реализация результатов диссертационной работы. Основные результаты исследований внедрены (что подтверждено • соответствующими актами): на базе меха1гико-энергетического департамента нефтегазовой компании АО «КазМунайГаз» (акт о реализации от 10.07.2006), а также ООО «Малая энергетика» (акт о реализации от 23.08.2006). ■'•"

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, содержащего 108 наименований. Работа изложена на 151 листах машинописного текста, содержит рисунков 93.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность разработки математических моделей современных асинхронных машинно-вентильных систем, методов реализации соответствующих моделей и исследований, выполненных с помощью этих моделей. Определена цель и сформулированы задачи работы, определена научная новизна и практическая значимость исследований, представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе выполнен анализ существующих асинхронных машинно-вентильпых систем, выделено особое место асинхронных двигателей с измененными обмоточными данными статора и неизменной геометрией зубцовой зоны, работающих совместно с высокочастотными НПЧ. ,

В связи с перспективностью таких систем в электроприводах, предполагающих частоту вращения, превышающую стандартную синхронную, возникает потребность их анализа и синтеза.

Показано, что исследование рабочих, пусковых и энергетических параметров и оптимизацию электромагнитных нагрузок посредством изменения обмоточных данных, необходимо выполнять с помощью поверочных расчетов на базе стандартных процедур.

Определено, что при анализе . переходных электромагнитных и электромеханических процессов различного вида, . следует использовать динамическую математическую модель системы АД-НПЧ. При этом модель самого двигателя необходимо строить на основе дифференциальных уравнений электрической машины, записанной в системе неподвижных координат, а преобразователь частоты - целесообразно представить в виде логической макромодели НПЧ, которая не отражает конкретной схемы, а только воспроизводит алгоритм его функционирования.

Изучение методов нелинейного программирования показало, что для решения задачи одномерной минимизации в системах рассматриваемого типа наиболее приемлемыми являются методы прямого поиска.

Рассмотрены способы численного интегрирования систем дифференциальных уравнений, описывающих переходные процессы в машинно-вентильных системах. Установлено, что наиболее приемлемыми для анализа таких систем следует считать явные одношаговые методы Рунге-Кутта. При существенно выраженных признаках жесткости системы уравнений из-за наличия большой механической инерционности нагрузки необходимо использовать неявные методы Адамса или специальные процедуры методов Гира.

Во второй главе разработана математическая модель и программное обеспечение для поверочного расчета АД с короткозамкнутым ротором, работающим совместно с высокочастотным нерегулируемым НПЧ.

Модель базируется на общепринятой инженерной процедуре электромагнитного расчета АД с ^короткозамкнутым ротором. Функционирование машины в условиях, отличающихся от штатного режима, определяет необходимость адаптации этой процедуры к заданным условиям. В основу анализа положена неизменность основных электромагнитных нагрузок машины: индукции в воздушном зазоре и линейной токовой нагрузки, причем для выбора числа витков измененной • обмотки статора используется действующее напряжение (ид), а его частота является частотой основной гармоники; Модель поверочного расчета предполагает контроль механической прочности машины посредствам вычисления критической скорости двигателя, •«•работающего совместно с НПЧ. о . •

• -'Модель поверочного ; расчета функционирует в режиме автоматизированного проектирования ; (САПР), причем в качестве непосредственного общения пользователя с соответствующим программным комплексом предполагается диалоговый ввод исходных данных. Исходные данные могут вводиться в полном объеме в соответствии с подробными ..•- каталожными данными машины и преобразователя или с использованием :. процедуры типизации.- - "

В первом случае кроме геометрических параметров и электромагнитных нагрузок АД необходимо ввести частоту и действующее значение выходного напряжения (ид) НПЧ. В работе получены аналитические выражения для 11д высокочастотного нерегулируемого НПЧ, в частности, для НПЧ 100 Гц фазное действующее напряжение можно рассчитать по выражению:

7 W< +''* j V/ ¿.<л + '"(via + "/'(-(/«-УЛ + '}(-{/ аУ<А . О «/4 J»/4 5л1* 7»/4 »

=ll 2*1; [-^¡пм-^ЦТ ] + ul 3*/4" */4 .

-isin(io/)+i(<uO 4 2 5» / 4" 1* /4. 1 .J . n\ l( яЛ --sin 2\0)t--+ — \ tot-- 4 ^ 2) 2 v. 2 J 7* / 4" 5* ' 4_ ) +

♦¿к 1» 7* /4. ) •

где Ua, Ubc — соответственно фазное и линейное напряжения сети.

Разработан алгоритм численного расчета Uq методами Симпсона и Боде, показано, что для получения приемлемых значений погрешности расчета достаточно использовать 3-4 отрезка деления.

Аналитические выражения, для расчета действующих значений фазных напряжений, дают возможность качественной оценки влияния особенностей НПЧ, в частности, углов коммутации ключевых элементов на величины напряжений, а разработанные алгоритмы численного расчета ид позволяют получить результаты в режиме реального времени. Такие результаты могут быть использованы в расчетах переходных процессов с произвольной формой питающего напряжения.

В том случае, если пользователь вводит в программу только номинальную мощность и синхронную частоту базового двигателя, а также идентифицирует тип НПЧ, необходимо использовать результат типизации исходных данных базового двигателя.

В качестве типизированных используются значения: индукции в воздушном зазоре (В5), числа пазов статора и ротора (Zh Z2), внешнего и внутреннего диаметров сердечника статора (Dai, Da), длину сердечника статора (li), воздушного зазора (5), обмоточного коэффициента (коб), общие размеры паза статора (h, е, m, bi, b2); размеры паза ротора (h(p), е(р), ш(р), b((p), Ь2(р), ак(р), ЬК(р)).

Эти параметры аппроксимируются с помощью многочленов высокой степени вида

у = А + с,-х + с2-х2 + с3 'X3 +... + сп-х",

где у ' приближаемый параметр, а Ь и с ¡...с,, коэффициенты приближения, х —

1 ••••

номинальная мощность двигателя.

В таблице 1 приведены исходные данные модели поверочного расчета двигателя мощностью 1,1 кВт (4А71В2УЗ) при синхронной частоте вращения 3000 об/мин с оценкой погрешности их типизации, а также в таблице 2 показано влияние типизации параметров этого двигателя на погрешность поверочного расчета.

Таблица 1 - Результаты типизации параметров

Параметр Единица Исходное значение Полученное значение Погрешность, % Степень полинома

В. Тл 0,72 0,687 4,58 5

Ом мм 116 110,52 4,72 6

1. , мм 74 70,62 4,57 . 6

ь, мм 5,9 6,65 12,71 4

ь мм 9,3 10,06 8,17 3

е мм 0,5 0,49 2 6

коб - 0,958 0,96 0,21 6

Ь2(р) мм 2,5 2,67 6,8 6

Ь(р) мм 11,8 11,57 1,95 6 '

ак(р) мм П,5 11,5 - 3

ЬК(Р) мм 13,2 13,05 1,14 3

Таблица 2 - Погрешность поверочного расчета

Параметр Единица Расчет по , Расчет по Погрешность,

точным типизированным %

значениям значениям

1 2 3 4 5

Р||ОМ кВт 4,668 3,609 22,68

1 2 3 4 5

л - 0,876 0,879 0,34

11 А 10,44 8,149 21,9

СОБф - 0,91 0,9 1,09

V о.е 0,24 0,24 -

м„ о.е 3,59 3,59 -

з,. - 0,027 0,026 3,7

1*2* о.е 0,024 0,028 16,67

П о.е 0,043 0,049 13,95

XI о.е 0,117 0,131 11,97

Х|2 о.е 0,07 0,06 14,28

Приближение кривых намагничивания электротехнических сталей, используемых в конструкции машины, а также других эмпирических зависимостей выполняется аппроксимацией степенными многочленами и сплайн-интерполяцией с помощью полученных в работе соответствующих коэффициентов.

Представлен разработанный алгоритм оптимизации КПД при изменении индукции в воздушном зазоре и ограничениях по кратности пускового и максимального моментов, а также индукции в зубцах статора и ротора. Установлено, что минимизируемая функция имеет унимодальный характер, поэтому в качестве численного расчетного метода принят метод равномерного поиска. На каждом шаге поиска предполагается вычисление методом дихотомии величины скольжения, соответствующей расчетной мощности.

В третьей главе сформулирована динамическая математическая модель системы АД-НПЧ в виде системы неоднородных и в общем случае нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих процессы электромагнитного и электромеханического преобразования энергии для анализа переходных процессов в машине.

и= г„ + СГ • £.

ж+ и

¿Фа

Л

Л

у.

1 .. ' Ш £,, 2 Л 2 Л

(И £ 1 с/«/' л/з ¿Ув * ' " Л £.2 Л 2 Ш

Л. > ¿ш' — ц/1. + + й>„

Л 9

•Ур

Л

л £„, (2/г6 + / ) г- ,

14 3 А.

М~ = 2Р'Т

г (2гл + '„,) г 2 ,

К- ^ ^Т"

J ¿о>а

= Л/... - Л/.

. ..■ . р л с у

где 1Ла,и.!ь,им - мгновенные значения фазных напряжений обмоток статора.

•8а> ¡5ь> мгновенные фазные токи статора; - :

уГа, \|/гр — составляющие вектора потокосцепления ротора по осям аир;

сор - угловая частота вращения ротора;

Мэм'- электромагнитный момент;

Мс - момент сопротивления, определяемый характером нагрузки на валу и в общем случае зависящий от частоты вращения ротора;

Ь, и Ьг - полные собственные индуктивности фазы обмотки статора и ротора; Ьт — взаимная индуктивность между обмотками статора и ротора от основного потока; '

I

о - коэффициент рассеяния, равный:

„.1-й..; ""■''.

£, • £г

г5, гг — активные сопротивления фазы обмоток статора и ротора; р - число пар полюсов;

5 — момент инерции маховых масс двигателя и нагрузки.

Система записана в прямоугольных координатах относительно потокосцеплешш ротора и естественных фазных координатах относительно токов статора. Уравнения напряжений содержат нелинейные параметры гг и Lr, изменяющиеся при изменении частоты вращения ротора.

Разработан обобщенный алгоритм расчета фазных напряжений U^, USb и Use с помощью логической макромодели. Результат моделирования для НПЧ 100 Гц в реальном масштабе времени проиллюстрирован на рисунке 1.

Динамическая модель реализуется численным методом Рунге-Кутта 4-го порядка и позволяет анализировать переходные процессы различного вида: электромагнитные, электромеханические, квазистационарные. На рисунке 2 показан результат расчета процесса пуска двигателя типа 4А80В2УЗ с номинальной мощностью 2,2 кВт, работающего совместно с НПЧ 100 Гц. Пуск выполняется в режиме номинальной нагрузки, результаты приведены в относительных единицах. . . .....

Создан алгоритм определения начальных условий электромеханического режима с ненулевой скоростью и сформулировано условие достижения стационарного состояния. При этом переходный режим считается завершенным, если среднее значение тока статора достигает нулевого значения.

Приводятся алгоритмы вычисления максимальных .фазных токов и моментов и расчета механических характеристик АД, работающего совместно с НПЧ. ,

Формулируется модель гармонического анализа фазных токов и напряжений двигателя и определения спектрального состава сетевого тока системы АД-НПЧ.

Разработанные программы функционируют в составе единого расчетного комплекса, реализованного на языке Turbo Pascal в среде Delphi.

ЙНИ

* »щщмши ****** мид»«*«» тт ми

Рисунок 1 - Мгновенные значения фазных напряжений НПЧ 100 Гц(1 о.е соответствует 220 В)

(УОШ

Рисунок 2 - Пуск двигателя В четвертой главе приводятся результаты многовариантного численного эксперимента, выполненного с помощью разработанных математических моделей.

Исследованы предельные значения электромагнитных параметров серийных двигателей, работающих совместно с высокочастотными НПЧ. Установлено, что предельная мощность Рпрсд в среднем в п раз; превышает номинальную мощность двигателя, где п равно отношению частоты преобразователя к номинальной.

На рисунках 3, 4 показаны соответственно зависимости кпр=Рпрсд/Рн0И и МПр/М,,ом от номинальной мощности при питании двигателя от НПЧ 100 Гц, для двигателей с синхронной скоростью 1500 и 3000 об/мин.

Выявлена зависимость выходной мощности и КПД двигателя от индукции в воздушном зазоре, линейной токовой нагрузки и плотности тока в обмотке статора,^ изменяемых в широких ..пределах, но н§, превышающих номинальные 'значения более чем на 5%. На рисунках 5-7 показаны соответствующие зависимости, для двигателя 4А80В2УЗ, питающегося от НПЧ 100 Гц.' Установлено, что эти зависимости имеют унимодальный характер, что подтверждает правильность выбора метода одномерной оптимизации.

Рисунок 3 - Зависимость кпр от Ргном

г

0,06

0,75

37 КВТ

Рисунок 4 - Зависимость Мпр/М„0м от Ргном

КПД

0.895 0.89 0,885 0,88 0,875 0,87 0,865 0,86 0,855

=100Г л

\

\

— — V

— — -

13.03 14 15 16 17 18 19 2? 23,98 26

А,

А/м

Рисунок 5 - Зависимость КПД от значения линейной токовой нагрузки

КПД

0.89 0.885 0,88 0.875 0,87 0.865 0,86 0,855 0,85 0,845

/

/

/

= 10 ЗГ'1

- 1

0,6 0.62 0,64 0,66 0,7 0,76 0,78 0,В

Тл

Рисунок 6 - Зависимость КПД от значения индукции в воздушном зазоре

кпд 1 У I • •

0,898 -------

0.896 ----:----:----I

0.894 --__:__

0,892 ----J—--;-----:-

0,89---f-------

0,888 --■*----------

0,886 -------------

0.884 --------

0.882 --------- J,

5 в 6.5 7 в 9 10 дд^

Рисунок 7 - Зависимость КПД от значения плотности тока Результаты исследования влияния коэффициента заполнения паза статора кзап на основные энергетические характеристики показывают, что при общепринятых при ручной укладке обмотки значениях кмп от 0,68 до 0,72, величины этих показателей остаются неизменными.

Выполнен анализ влияния изменения параметров рабочего режима в зависимости от частоты вращения ротора на динамические характеристики двигателя в процессе пуска. Установлено, что степень этого влияния возрастает с ростом мощности двигателя и частоты питающего напряжения. Определены погрешности расчета времени разгона двигателя при питании от высокочастотного преобразователя, а также определен гармонический состав фазного тока и напряжения двигателя, работающего совместно с НПЧ. На рисунке 8 представлен спектральный состав фазного напряжения АД в относительных единицах при питании его от НПЧ 100 Гц. Установлено, что величина нагрузки на валу влияет не только на величину фазного и сетевого токов, но и на их спектральный состав.

е=100Г

/

5 6 6.5 7 8 9 10

и

0.9 0.8 0.7 0.6 0,5 0.4 0,3 0.2 0.1 0

Рисунок 8 - Гармонические составляющие напряжения НПЧ 100 Гц ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертационной работе выполнены теоретические исследования и численный эксперимент, направленные на повышение эффективности использования серийных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, работающих совместно с непосредственными преобразователями повышенной частоты.

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. Сформулирована математическая модель и разработано соответствующее алгоритмическое и программное обеспечение для поверочного расчета и оптимизации АД с короткозамкнутым ротором, работающего совместно с высокочастотным нерегулируемым НПЧ. Модель предполагает неизменность основных электромагнитных нагрузок машины (линейной токовой нагрузки и индукции в воздушном зазоре) и возможность использования для двигателей малой мощности.

2. Выполнена типизация геометрических и режимных параметров серийных АД с короткозамкнутым ротором, позволяющая выполнять поверочный расчёт с использованием в качестве исходных данных только номинальной мощности и синхронной частоты вращения. Получены коэффициенты полиномиального приближения геометрических параметров машины полиномами различной степени. Установлено, что погрешность

поверочного расчета с типизированными исходными данными составляет от 2 % (коэффициент мощности и момент На валу) до 23 % (выходная мощность и ток статора).

3. Сформулирована система неоднородных и в общем случае нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих процессы электромагнитного и электромеханического преобразования энергии для анализа переходных процессов в асинхронной машине, работающей совместно с НПЧ. Модель позволяет анализировать процессы в машине при произвольной форме питающего напряжения, при условии независимой работы фаз и позволяет учесть изменение параметров рабочего режима при изменении частоты вращения ротора.

4. Разработан и реализован на_ ЭВМ алгоритм численного расчета электромеханического переходного процесса произвольного вида. В качестве основного принят метод Рунге-Кутта 4-го порядка. В рамках алгоритма реализованы логические макромодели высокочастотных нерегулируемых преобразователей частоты 100, 150 и 200 Гц. Модели формируют временную форму входного напряжения на одном интервале дискретизации для всех фаз обмотки статора.

5. С помощью модели поверочного расчета исследованы предельные параметры серийных асинхронных двигателей, работающих совместно с высокочастотными НПЧ. Подтверждено, что при сохранении номинальных значений индукции в зазоре и линейной токовой нагрузки, предельная мощность двигателя превышает номинальную в среднем в п раз, где п -соотношение частот преобразователя и сети.

6. Исследовано влияние изменения параметров рабочего режима на динамические характеристики при изменении частоты вращения ротора двигателя, питающегося от высокочастотного НПЧ. Установлено, что при использовании НПЧ частотой 100 Гц и выше изменение параметров рабочего режима приводит к уменьшению времени разгона двигателя мощностью свыше 1 кВт более чем на 16%

7. Гармонический анализ АД, работающего совместно с НПЧ, показал, что индукция в воздушном зазоре, линейная токовая нагрузка и плотность тока статора, изменяемые в широких пределах, но не превышающие номинальные значения более чем на 5%, практически не влияют на спектральный состав фазного и сетевого токов, однако этот состав по величине и взаимному соотношению гармоник существенно зависят от величины нагрузки на валу.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кущ A.B., Седова И.Ю., Ядыкин B.C. Подсистема САПР для исследования характеристик электропривода переменного тока повышенной частоты. // Материалы XXXIII научно-технической конференции по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2004 год. Том первый. Аспиранты и студенты. Ставрополь: СевКавГТУ, 2005. - С. 25-26.

2. Кущ A.B., Седова И.Ю., Ядыкин B.C. Математическая модель для анализа выходных напряжений непосредственного преобразователя частоты. // Инфотелекоммуникационные технологии в науке, производстве и образовании: Первая международная научно-техническая конференция, г. Ставрополь, 19 декабря 2004 г. / Северо-Кавказский Государственный Технический Университет. - С. 432-437.

3. Кущ А. В., Седова И. Ю. Подсистема САПР для поверочного расчета асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором работающего в составе непосредственного преобразователя частоты. // СевероКавказский государственный технич. унив-т,- Ставрополь,2005. - 9 е., 1 ил. - Библиогр. 6 назв. - Рус.-Деп. в ВИНИТИ. 22.04.2005, №591-В2005.

4. Кущ A.B., Седова И.Ю. Структура подсистемы САПР поверочного расчета асинхронного двигателя. // Материалы XXXIV научно-технической конференции по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2003

год. Том 3. Аспиранты и студенты, Ставрополь: СевКавГТУ, 2004. - С. 106.

5. Кущ A.B., Седова И.Ю. Спрсобы приближения функций при поверочном расчете асинхронного двигателя , с короткозамкнутым.... ротором- Н Материалы IX научно-технической конференции «Вузовская наука — Северо-Кавказскому региону». Ставрополь: СевКавГТУ, 2005. Том первый. Естественные и точные науки. Технические и прикладные науки. -С. 67.

6. Кущ A.B., Седова И.Ю. Методика компьютерной диагностики асинхронного двигателя, работающего совместно с непосредственным преобразователем частоты. // Современные проблемы информатизации в прикладных задачах: Сб. трудов. Вып. 11/ Под ред. д.т.н., проф. О. Я. Кравца. - Воронеж: Научная книга, 2006. - С. 136-140.

7. Кущ A.B., Седова И.Ю. Диагностика и оптимизация асинхронного двигателя, работающего совместно . с непосредственным преобразователем частоты. // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2006. №1. - С. 82-86.

8. Кущ A.B., Седова И.Ю. Компьютерная диагностика и оптимизация асинхронного двигателя, работающего совместно с непосредственным преобразователем частоты. // Материалы XXXV научно-технической конференции по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2005 г. Том 3. Аспиранты и студенты. Ставрополь: СевКавГТУ, 2006. - С. 55.

9. Кущ A.B. Методика компьютерной диагностики асинхронного двигателя, работающего совместно с непосредственным преобразователем частоты. // XI Международная конференция. Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты. Часть 1. Алушта, 18-23 сентября 2006.-С. 290-291. ^ ■■ '

Ю.Кущ A.B., Седова И.Ю. Исследование динамических характеристик АД, работающего в составе НПЧ. // Инфокоммуникационные технологии в науке, производстве и образовании: Вторая международная научно-техническая конференция, г. Ставрополь, 24-28 апреля 2006 г. / СевероКавказский Государственный Технический Университет. - С. 253-258.

11.Кущ А. В. Типизация параметров асинхронного двигателя серии 4А, работающего в составе непосредственного преобразователя частоты // Северо-Кавказский государственный технич. унив-т,- Ставрополь, 2006. — 6 е., - Библиогр. 4 назв. - Рус.-Деп. в ВИНИТИ. 11.05.2006, №625-В2006.

12.Кущ A.B., Седова И.Ю. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005613034 / Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 23 ноября 2005 г., М.: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, 2005.

Подписано в печать 07.11.2006 г. Формат 60x84 1/16 Усл. псч. л. - 1,5 Уч.- изд. л. - I Бумага офсетная. Печать офсетная. Заказ 677 Тираж 100 экз ГОУ ВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет»

_355029 г. Ставрополь пр. Кулакова, 2_

Издательство Северо-Кавказского государственного технического университета Отпечатано в типографии СсвКавГТУ

1 Введение.

1 Аналитический обзор методов математическою моделирования асинхронных машинно-вентильных систем. Формулировка задачи.

1.1 Анализ современных асинхронных машинно-вентильных систем.

1.1.1 Специфические особенности нерегулируемых высокочастотных НПЧ.

1.2 Анализ способов математического моделирования асинхронных машинно-вентильных систем.

1.2.1 Математическая модель асинхронною двигателя.

1.2.2 Математическая модель преобразователя частоты.

1.3 Анализ методов реализации математических моделей асинхронных двшателей, работающих совместно с преобразователями частоты.

1.3.1 Реализация моделей поверочных расчетов.

1.3.2 Реализация моделей динамических процессов.

Выводы по 1-й главе.

2 Разработка ма1емашческой модели и программного обеспечения для поверочного расчета АД, работающею совместно с НПЧ.

2.1 Общая характеристика модели.

2.2 Организация ввода исходных данных.

2.2.1 Параметры преобразователя частоты.

2.2.2 Параметры эмпирических кривых.

2.2.3 Типизация геометрических характеристик зубцовой зоны статора

2.3 Моделирование поверочного расчета.

2.3.1 Модель поверочного расчета двигателя с измененными обмоточными данными.

2.3.2 Модель поверочного расчета двигателя базовой конструкции без изменения o6moiочных данных), работающего совместно с НПЧ.

2.3.3 Погрешность модели поверочного расчета при типизации исходных данных.

2.4 Оптимизационная модель.

Выводы по 2-й главе.

3 Математическая модель динамическою расчета для поверочного расчета АД, работающего совместно с НПЧ.

3.1 Общая характеристика и формулировка динамической модели.

3.2 Параметры динамической модели.

3.2.1 Моделирование фазного напряжения.

3.2.2 Коэффициенты уравнений напряжений.

3.3 Моделирование электромеханических процессов.

3.4 Моделирование квазистационарных процессов.

3.4.1 Моделирование статических характеристик.

3.4.2 Моделирование гармонического анализа.

Выводы по 3-й главе.

4 Исследование асинхронного двигателя, работающего совместно с ПЧ с помощью магматического моделирования.

4.1 Исследование предельных значений электромагнитных величин серийных двигателей, работающих совмесшо с ПЧ.

4.2 Влияния индукции в воздушном зазоре и линейной токовой нагрузки на параметры АД, рабо!ающих совместно с ПЧ.

4.3 Исследование динамических режимов с помощью моделирования. 119 4.3.1 Оценка влияния вариации параметров рабочего режима с изменением частоты вращения ротора. помощью динамической модели.

Выводы по 4-й главе.

Актуальность проблемы, постоянно совершенствуемый и повсеместно используемый в деревообработке, строительстве, химической, нефтегазовой и пищевой промышленности нерегулируемый асинхронный электропривод повышенной частоты предполагает применение серийных машин в условиях, отличающихся от штатного режима: при изменении обмоточных данных, с сохранением конфигурации магнитной цепи; при нестандартной форме питающего напряжения. Это определяет необходимость создания современных средств исследования подобного привода с помощью математических моделей и новейших информационных технологий. Большой вклад в развитие теории математического моделирования машинно-вентильных систем внесли такие ученые, как Копылов И.П., Фетисов В.В., Сидельников Б.В., Попов В.В., Плахтына Е.Г., Демирчян К.С. и другие. Анализ современного состояния проблемы показывает, что существующие математические модели позволяют выполнять решение достаточно широкого класса задач, связанных с анализом и синтезом машинно-вентильных систем различного вида. Однако, с одной стороны, при всем многообразии программных комплексов имеют место ограничения по возможностям исследований (способу представления исходных данных серийных машин, видов питающего напряжения и т.п.), а с другой -избыток информации, излишний в условиях решения отдельных проблем ограниченного класса. В связи с этим тему диссертционной работы следует считать актуальной.

Объектом исследований является машинно-вентильная система переменного тока (асинхронный двигатель (АД), работающий совместно с высокочастотным нерегулируемым непосредственным преобразователем частоты (НПЧ)).

Предметом исследований являются методы математического моделирования машинно-вентильных систем переменного тока и результаты анализа, выполненные с помощью этих методов.

Цель диссертационной работы состоит в разработке математических моделей и программного обеспечения, позволяющих максимально адаптировать и эффективно использовать серийные АД с короткозамкнутым ротором, работающие совместно с НПЧ.

Научная задача исследований состоит в разработке методического, математического и программного обеспечения для поверочных расчетов и комплексной компьютерной диагностики асинхронного вентильного высокочастотного электропривода.

Для достижения поставленной цели и решения обобщенной научной задачи была произведена ее декомпозиция на ряд частных задач:

1. Выполнение аналитического обзора существующих вентильно-машинных систем переменного тока, способов их математического моделирования и методов реализации математических моделей.

2. Разработка метода поверочного расчета серийных АД с • короткозамкнутым ротором с измененными обмоточными данными, работающего совместно с высокочастотным нерегулируемым НПЧ.

3. Разработка методов оптимизации обмоточных характеристик и электромагнитных на1рузок системы АД-НПЧ.

4. Формулировка и реализация математической модели системы АД-НПЧ для анализа электромагнитных и электромеханических переходных и квазистационарных режимов работы.

5. Численные исследования серийных АД, работающих в составе высокочастотного асинхронного электропривода.

Методы исследований:

При решении поставленных задач использовались методы математического моделирования (компонентного и логического макромоделирования), численные методы интегрирования обыкновенных » дифференциальных уравнений, методы одномерной и многомерной оптимизации, решения задач нелинейного программирования; методы приближения функций (аппроксимация, сплайн-интерполяция и т.п.).

Достоверность полученных результатов обоснована строгостью исследований, выполненных в соответствии с теорией математического моделирования электрических машин и полупроводниковых преобразователей, численных методов интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений, методов нелинейного программирования и приближения функций. Результаты диссертационной работы не противоречат исследованиям других ученых и совпадают с полученными экспериментальными данными.

Научная новизна состоит в следующем:

1. Разработана оригинальная математическая модель для поверочного расчета, и оптимизации АД с короткозамкнутым ротором, работающего с измененными обмоточными данными статора в составе высокочастотного нерегулируемого вентильного электропривода.

2. Впервые получено математическое описание связи геометрических параметров зубцовой зоны статора асинхронных двигателей с номинальными паспортными данными машины. Выполнена типизация геометрических параметров электродвигателей серии 4А.

3. Разработана математическая модель для анализа переходных и квазистационарных режимов АД, питающегося от высокочастотного НПЧ при независимой работе отдельных фаз, которая в отличие от существующих моделей позволяет учитывать нелинейное изменение параметров рабочего режима машины при изменении частоты вращения ротора, и с учетом этого определять показатели качества электромагнитных и электромеханических процессов и гармонический состав фазного тока узла нагрузки.

4. Проведены оригинальные исследования с использованием полученных моделей, алгоритмов и программного комплекса по компьютерной диагностике серийных асинхронных машин, используемых в неноминальных режимах работы в составе вентильного электропривода (ВЭП).

Практическая ценность диссертационной работы:

1. Разработанный программный комплекс для поверочного расчета позволяет выполнять экспресс-диагностику серийных асинхронных двигателей, используемых для работы в неноминальных условиях, возникающих в процессе работы совместно с высокочастотным III14. При этом анализируются рабочие и механические характеристики машины, определяются ее пусковые и энергетические параметры.

2. Алгоритм и программа оптимизации дают возможность выбирать электромагнитные нагрузки и обмоточные данные двигателя в соответствии с требованиями конкретного технологического процесса.

3. Программный комплекс для расчета переходных процессов позволяет анализировать гармонический состав тока в узлах нагрузки с ВЭП и оценивать его влияние на качество электрической энергии сети.

4. Результаты многовариантного численного эксперимента дают возможность выявлять предельные и оптимальные границы работоспособности АД, функционирующего совместно с высокочастотным НПЧ.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Математическое и программное обеспечение поверочного расчета асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с измененными обмоточными данными статора при работе совместно с высокочастотным нерегулируемым непосредственным преобразователем частоты.

2. Метод оптимизации электромагнитных нагрузок и обмоточных данных АД, работающего в составе высокочастотного вентильного нерегулируемого электропривода.

3. Параметры типизации геометрических характеристик зубцовой зоны статора асинхронных двигателей серии 4А малой мощности.

4. Математическая модель и программное обеспечение расчета динамических характеристик и гармонического состава фазного тока статора АД, работающего совместно с высокочастотным нерегулируемым преобразователем частоты.

Публикации и апробация резулыатов исследования.

По теме диссертации автором опубликовано 12 работ, из них 1 статья в журнале известия вузов Северо-Кавказского региона. Серия «Технические науки» (входящий в перечень ВАК РФ), 1 свидетельство о регистрации алгоритмов и программ.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на XXXIII, XXXIV, XXXV научно-технических конференциях по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов (Ставрополь, 2004-2006 г.), IX региональной научно-технической конференции «Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь, 2005), первой и второй международных научно-технических конференциях

Инфокоммуникационные технологии в науке, производстве и образовании» (Ставрополь, 2004-2006 г.), XI международной конференции «Современные проблемы информатизации в прикладных задачах» (Воронеж, 2006), XI международной конференции «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты» (Алушта, 2006).

Реализация результатов диссертационной работы. Основные результаты исследований внедрены (что подтверждено соответствующими актами): на базе механико-энергетического департамента нефтегазовой компании АО «КазМунайГаз» (акт о реализации от 10.07.2006), а также ООО «Малая энергетика» (акт о реализации от 23.08.2006).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, содержащего 108 наименований. Работа изложена на 151 листах машинописного текста, содержит рисунков 93.

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. Сформулирована математическая модель и разработано соответствующее алгоритмическое и программное обеспечение для поверочного расчета и оптимизации АД с короткозамкнутым ротором, работающего совместно с высокочастотным нерегулируемым НПЧ. Модель предполагает неизменность основных электромагнитных нагрузок машины (линейной токовой нагрузки и индукции в воздушном зазоре) и возможность использования для двигателей малой мощности.

2. Выполнена типизация геометрических и режимных параметров серийных АД с короткозамкнутым ротором, позволяющая выполнять поверочный расчет с использованием в качестве исходных данных только номинальной мощности и синхронной частоты вращения. Получены коэффициенты полиномиального приближения геометрических параметров машины полиномами различной степени. Установлено, что погрешность поверочного расчета с типизированными исходными данными составляет от 2 % (коэффициент мощности и момент на валу) до 23 % (выходная мощность и ток статора).

3. Сформулирована система неоднородных и в общем случае нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих процессы электромагнитного и электромеханического преобразования энергии для анализа переходных процессов в асинхронной машине, работающей совместно с НПЧ. Модель позволяет анализировать процессы в машине при произвольной форме питающего напряжения, при условии независимой работы фаз и позволяет учесть изменение параметров рабочего режима при изменении частоты вращения ротора.

4. Разработан и реализован на ЭВМ алгоритм численного расчета электромеханического переходного процесса произвольного вида. В качестве основного принят метод Рунге-Кутта 4-го порядка. В рамках алгоритма реализованы логические макромодели высокочастотных нерегулируемых преобразователей частоты 100, 150 и 200 Гц. Модели формируют временную форму входного напряжения на одном интервале дискретизации для всех фаз обмотки статора.

5. С помощью модели поверочного расчета исследованы предельные параметры серийных асинхронных двигателей, работающих совместно с высокочастотными НПЧ. Подтверждено, что при сохранении номинальных значений индукции в зазоре и линейной токовой нагрузки, предельная мощность двигателя превышает номинальную в среднем в п раз, где п -соотношение частот преобразователя и сети.

6. Исследовано влияние изменения параметров рабочего режима на динамические характеристики при изменении частоты вращения ротора двигателя, питающегося от высокочастотного НПЧ. Установлено, что при использовании НПЧ частотой 100 Гц и выше изменение параметров рабочего режима приводит к уменьшению времени разгона двигателя мощностью свыше 1 кВт более чем на 10%

7. Гармонический анализ АД, работающего совместно с НПЧ, показал, что индукция в воздушном зазоре, линейная токовая нагрузка и плотность тока статора, изменяемые в широких пределах, но не превышающие номинальные значения более чем на 5%, практически не влияют на спектральный состав фазного и сетевого токов, однако этот состав по величине и взаимному соотношению гармоник существенно зависят от величины нагрузки на валу.

1. Забродин Ю. С. Автономные тиристорные инверторы с широтно-импульсным регулированием. М.: Энергия, 1977. 136 с.

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

3. Жемеров Г.Г. Тиристорнюе преобразователи частоты с непосредственной связью. М.: Энергия, 1977. -280 с.

4. Транзисторные преобразователи с улучшенной электромагнитной совместимостью /А.К. Шидловский, A.B. Козлов, Н.С. Комаров, ГА. Москаленко. К.: Наук, думка, 1993. -271 с.

5. Беркович Е.И., Ивенский Г.В., Иоффе Ю.С., Матчак А.Т., Моргун В.В. Тиристорные преобразователи повышенной частоты для электротехнологических установок. Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 208 с.

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

7. Park R.H. Two-reaction Theory of Synchronous machines. Tr. AIEE, 1929,№ 48,1933, №52.

8. Yoodman Edward D., Soos Yeza. Modeling the disconuous conduction mode in converter fed drives.// IEEE Trans: Ind Appl. - 1985, - 21, №, - p. 274 -278.

9. Ю.Терехов В.M. Элементы автоматизированного электропривода: Учебник для вузов. М.: Энергоатоиздат, 1987. - 224 с.

10. П.Маевский O.A. Энергетические показатели вентильных преобразователей. -М.: Энергия, 1978. 320 с.

11. Кобозев В.А. Основы энергосбережения в асинхронном электроприводе-Ставрополь, 1999. 106 с.

12. Загорский А.Е., Золотов М.Б. Автономный электропривод повышенной частоты. М.: Энергия, 1972. - 184 с.

13. М.Сандлер A.C., Сарбатов P.C. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974. - 328 с.

14. Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный электропривод. М.: Энергия, 1968.-400 с.

15. Тиристорные преобразователи повышенной частоты для электротехнологических установок /Е.И. Беркович, Г.В. Ивенский, Ю.С. Иоффе, А.Т. Магчак, ВВ. Моргун и др. —Л.: Энергоатомиздат, 1983. 208 с.

16. Адкинс Б. Общая теория электрических машин. М: Госэнергоиздат, 1960.

17. Шрейнер Р.Т., Кривовяз В.К., Калыгин А.И. Координатная стратегия управления непосредственными преобразователями частоты с ШИМ для электроприводов переменного тока//Электротехника, 2003. №6. С.30-39.

18. Эпштейн И. И. Автоматизированный электропривод переменного тока. — М.: Энергоиздат, 1982.— 192 с.

19. Тугов Н.М., Глебов Б.А., Чарыков H.A. Полупроводниковые приборы. М.: ЭАИ, 1990.

20. Ракитский Ю.В., Устинов С.М., Черноруцкий И.Г. Численные методы решения жестких систем. М.: Наука, 1979.

21. Чехет Э.М, Мордач В.П., Соболев ВП. Непосредственные преобразователи частоты для электропривода. -К.: Наук, думка, 1988. -224 с.

22. Писарев А.Л., Деткин Л.П. Управление тиристорными преобразователя ми. М.: Энергия, 1975. -264 с.

23. Spethnoson J.M., Card J. Commutation of Torque and Curtent in Doubly Salient Reluctance Motors from Nonlinear Magnetization. IEEE Proceedings. Vol. 126. N 5. May 1979, PP.393-396

24. Браславский И.Я. Энергосберегающий полупроводниковый электропривод: Учеб. пособие для студ. вузов / И.Я. Браславский, З.Ш. Ишматов, В.Н. Поляков; под ред. И.Я. Браславского. Издательский центр «Академия», 2004. - 168 с.

25. Башарин А.В., Новиков А.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. Л.: Энергоиздат, 1982. - 392 с.

26. Чиликин М.Г., Соколов М.М., Терехов В.М., Шинянский А.В. Основы автоматизированного электропривода.-М.: Энергия, 1974.-568с.

27. Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. Преобразовательная техника. -Киев: Высшая школа, 1978. 422с.

28. David A. Staton, Wen L. Soong, Timothy Y.E. Miller. Unified Theory of Torque Production in Switched Reluctance and Synchronous Reluctance Motors. IEEE Transactions on Industry Applications. Vol.31. Nr.2. March/April 1995. PP/329-336.

29. Harres M.R. Discussion of Variable Speed Switched Reluctance Motors System. - IEEE Proceeding pt. B. Vol. 128. N 5. September 1981. PP. 260268.

30. Тугов Н. М., Глебов Б. А., Чарыков Н. А. Полупроводниковые приборы. -М., ЭАИ., 1990.

31. Норенков И.П. и др. Основы теории и проектирования САПР. Москва, 1990.-335 с.

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

33. Маевский O.A. Энергетические показатели вентильных преобразователей. М.: Энергия, 1978. -320 с.

34. Эпштейн И. И. Автоматизированный электропривод переменного тока. — М.: Энергоиздат, 1982.— 192 с.

35. Патент 2231910 RU, С1, МПК 7 Н 02 Р 5/40. Электропривод переменного тока / Лоскутов Е.Д., Ядыкин B.C., Ерина М.А., Жидков A.B. (РФ). -2002132536/09; Заяв. 03.12.2002; Опубл. 27.06.2004, Бюл. №18. 8 е.,ил.

36. Патент 2168842 RU, С1, МПК 7 Н 02 Р 5/40, Н 02 К 47/22. Электропривод переменного тока / Жидков В.Е., Кобозев В.А., Панков A.B., Ядыкин B.C. (РФ). 2000102959/09; Заяв. 07.02.2000; Опубл. 10.06.2001, Бюл.№16. -12 с.

37. Патент № 2195068 RU. Электропривод переменного тока / Е.Д. Лоскутов, И.В. Пеленков, И.Ю. Седова, B.C. Ядыкин. 2002.

38. Башарин A.B., Постников Ю.В. Примеры расчета автоматизированного электропривода на ЭВМ. JI.: Энергоатомиздат, 1990, 512с.

39. Голубев А.Н. Математическая модель асинхронного двигателя с многофазными обмотками статора и ротора / А. Н. Голубев, В. В. Зыков // Электротехника. 2003. - № 7. - С. 35-40. - Библиогр.: с. 40 (6 назв.).

40. Кобелев A.C. Автоматизированное проектирование низковольтных АД с использованием интегрированных моделей электрических машин. Электричество 2004, №2, с. 31-38,2 ил. Библ. 12.

41. Плахтына Е.Г. Математическое моделирование электромашинно-вентильных систем. Львов: Вищашк. 1986.-614 с.

42. Рюденберг Р. Переходные процессы в электроэнергетических системах. М.: Изд-во иностр. литературы, 1955, 715 с.

43. Крон Г. Применение тензорного анализа в электротехнике. М.: Госэнергоиздат, 1955.

44. Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин: -3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2001. - 327 е.: ил.

45. Постников И. М. Обобщенная теория и переходные процессы электрических машин. Учебник для вузов, изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Высш. школа», 1975 -319 е.: ил.

46. Сипайлов Г. Л., Кононенко Е. В., Хорьков Г. А. Электрические машины (Специальный курс). М.: Высшая школа, 1987.

47. Копылов И.П. Применение вычислительных машин в инженерно-экономических расчетах (Электрические машины): Учебник. М.: Высш. школа, 1980.-256 е.,ил.

48. Седова И.Ю., Ядыкин B.C. Логическое моделирование умножителя частоты, выполненного на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором / Материалы V региональной НТК «Вузовская наука Северо-Кавказскому региону» Ставрополь, 2001.

49. Демирчян К.С., Бутырин П.А. Моделирование и машинный расчет электрических цепей. М.: Высш.шк., 1988. - 335 с.

50. Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем.- М.: Радио и связь, 1988,- 560 с.

51. Бутырин П.А., Борю С.Ю. Аналитические преобразования уравнений электрических машин./Изв.АН СССР. Энергетика и транспорт, 1986, №2.

52. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. -М.: Наука, 1967,368 с.

53. Калиткин H.H. Численные методы. М.: Наука, 1978, 512с.

54. Коллатц JI. Численные методы решения дифференциальных уравнений. М.: Издательство иностр. лит., 1953, 459 с.

55. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисление. ч.2, М.: Наука, 1976,456 с.

56. Амосов A.A., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы для инженеров. М.: Высш. шк., 1994, 544 с.

57. Норенков И.П. и др. Основы теории и проектирования САПР. Москва, 1990.-335 с.

58. Постников И.М. Обобщенная теория и переходные процессы электрических машин. Киев: Техника, 1966.

59. Татур Т.А., Татур В.Е. Установившиеся и переходные процессы в электрических цепях. М.: Высш. шк., 2001,407с.

60. Ракитский Ю.В., Устинов С.М., Черноруцкий И.Г. Численные методы решения жестких систем. М.: Наука, 1979.

61. Копылов И.П.,. Горяинов Ф.А, Клюков Б.К. и др. Проектирование электрических машин: Учеб. пособие для вузов / Под ред. И.П. Копылова. М.: Энергия, 1980. - 496 е., ил.

62. Градштейн И.О., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: Наука, 1971, 1108 с.

63. Дьяконов В. П. Справочник по алгоритмам и программам на языке бейсик для персональных ЭВМ: Справочник.- М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.лит., 1987.-240 с.

64. Седова И.Ю., Фетисов В.В. Исследование переходных и импульсных процессов машин постоянного тока с помощью приближенных аналитических методов. Изв. ВУЗов. Электромеханика. 1981, № 12, с. 1317-1322.

65. Владимирова Э.Г., Игнатьев Н.И., Фетисов В.В. Обобщенные кривые намагничивания некомпенсированных машин постоянного тока //Труды ЛПИ. Л.: Энергия. - 1969. - w 4-5. - с. 43-46.

66. Ковалев Ю.З., Ощепков В.А. Канонические методы расчета динамики при проектировании и исследовании электрических машин.// Электротехника.- 1984.-№2.-с. 54-56.

67. Седова И.Ю., Монастырев А.Н., Поветкин Е.А. Учет насыщения при математическом моделировании машин постоянного тока. Сев.-Кав.ГТУ, Ставрополь, 2000 - 9 е., Деп. В ВИНИТИ 12.04.2000, № 1003 -BOO.

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

69. Минаков В.Ф., Платонов В.В., Редькин В.М. Создание каталога и типизация электромагнитных, электромеханических и энергетических параметров асинхронных двигателей./ СКНЦ ВШ. Ставрополь, 1995 -152 с.

70. Автоматизированное проектирование электрических машин малой мощности: Учеб. пособие / Лопухина Е.М., Семенчуков Г.А.-М.: Высш.шк., 2002.-511 с.:ил.

71. Седова И.Ю. Обобщенная логическая макромодель силового полупроводникового преобразователя / Материалы V региональной НТК «Вузовская наука Северо-Кавказскому региону» Ставрополь, 2001.

72. Бессонов JI.A. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник.-10-е изд. М.: Гардарики, 2000. - 638 е.: ил.

73. Нейман JI.P., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. Т.1; T.2.-JL: Энергоиздат, 1981.- 536 е., 416 с.

74. Седова И.Ю., Кущ A.B. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005613034 / Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 23 ноября 2005 г., М.: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, 2005.

75. Ядыкин B.C., Лоскутов Е.Д., Ерина М.А. Влияние момента включения вентильных элементов на энергетические показатели преобразователей / Вестник СевКавГТУ. Серия «Естественнонаучная». Ставрополь: СевКавГТУ, 2003. - № 1 (16)-С. 169-173.

76. Bianchi N., Bologname S. Parameters and Volt-Ampere Ratings of a Synchronous Reluctance Motor for Flux-Weakening Applications Taking Into Account Irons Saturation. Proceedings EPE-97. Vol.3. 9 September 1997. PP.613-636.

77. Носов Ю. P., Петросянц К. О., Шимен В. А. Математические модели элементов интегральной электроники. М., Сов. радио, 1976.95.0нищенко Г.Б. Электрический привод : учебник для студ. вузов / Г.Б.Онищенко. M.: РАСХН, 2003. - 320 с.

78. Ключев В.И. Теория электропривода : учебник для студ. вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 2001. - 714 с.

79. Чуа Л.О., Пен-Мин Лин. Машинный анализ электронных схем (алгоритмы и вычислительные методы).-М.:Энергия,1980.-638 с.

80. Сабанеева Г. И. Методы расчета переходных и установившихся процессов в тиристорных преобразователях частоты. Уфа : Уфим. авиац. ин-т- 1979.- 103 с.

81. Голубев А.Н., Зыков В.В. Математическая модель АД с многофазными обмотками статора и ротора. Электротехника 2003, №7, с. 35-40.

82. Трубецкой В.А., Ефремов Д.А., Никифорова A.B. Математическая модель АД с короткозамкнутым ротором. Материалы регион, научно-техн. конференции. Автоматиз. и роботизация технолог, процессов, Воронеж, с. 13-19.

83. Кузнецов Э.В., Киселев В.И. Моделирование трехфазного АД. Рациональное использование электроэнерг. в строительстве и натранспорте. Труды, Междунар. науч. практ. конф., Ростов-на-Дону, 2000. с. 32-35.

84. Шухмин К.А. Программа для расчета на ЭВМ с короткозамкнутой обмоткой ротора по каталожным данным. Электротехника и автоматика в строительстве и на тр-те: Межвузов, сборник науч. трудов. Ростов-на-Дону, 1999, с. 33-37.

85. Наименование разработки: Поверочный расчет асинхронного двигателя (АД) работающего в составе непосредственного преобразователя частоты

86. Р/с 40702810500010000781 в1. АКК Кредит-Москвак/с 301018107000000005011. ПИК 044583501тсштцсИка'м уаш!е\.гм ц цц л п.ги/та1ауаспсп»е!1ка

87. Тел (916)794-65-39 Тел (916)729-42-44 ИНН 719016267 КПП 771901001 ОКОНХ 11100 ОКНО 11610753

88. Утверждаю» Генеральный директор ООО ^ Малая Энергетика Зазуляк Л.П.1. АКТо внедрении результатов кандидатской диссертационной работы Кущ Александра Викторовича1. Наименование разработки

89. Поверочный расчет асинхронного двигателя (АД) работающего в составе непосредственного преобразователя частоты (НПЧ).1. Предназначено

90. Программный комплекс позволяет

91. Исследовать возможность замены существующих машин на двигатели новой серии, с учетом конкретных параметров влияющих на работу АД.

92. Оценить влияние на качество электроэнергии в сети 0,4 кВ.1. Члены комиссии1. Ч.1. Л.И. Мовшович/1. М.В. Федорыч/1. ФИО и подпись)1. ГОССШСЯШК ФВДИШЩНШвмма1. СВИДЕТЕЛЬСТВОоб официальной регистрации программы для ЭВМ2005613034

93. Поверочный расчет асинхронного двигателя работающего в составе непосредственного преобразователя частоты

94. Правообладатель(ли): Седова Ирина Юрьевна (1Ш), Кущ Александр Викторович (Ш)

95. Автор(ы): Седова Ирина Юрьевна, Кущ Александр Викторович (Ли)8 3Ш8Ш8 йЖ1. Заявка№ 2005612478

96. Дата поступления 30 сентября 2005 Г.

97. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ23 ноября 2005 г.

98. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам1. Б.П. СимоновШж ш ш й шш жж ш шш ш шш