автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Совершенствование регулировочных и энергетических показателей крановых электроприводов на основе транзисторных преобразователей переменного тока

На правах рукописи

Шевченко Александр Николаевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КРАНОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НА ОСНОВЕ ТРАНЗИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Специальность 05 09 03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗ161214

Самара - 2007

003161214

Работа выполнена в ОАО «Рудоавтоматика», Курская область, г Железногорск

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Микитченко Анатолий Яковлевич, ОАО «Рудоавтоматика», г Железногорск

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Кузнецов Павел Константинович, Самарский государственный технический университет

кандидат технических наук, доцент Масляницын Александр Петрович, Самарский государственный архитектурно -строительный университет

Ведущая организация - Воронежский государственный технический

университет

Защита состоится « II » ¿СЩ^Я 2007 г в 10 час 00 мин на заседании диссертационного совета Д212217 04 при Самарском государственном техническом университете по адресу г Самара, ул Молодогвардейская, д 244, Главный корпус, ауд 200

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СамГТУ

Отзывы по данной работе в двух экземплярах, заверенные печатью, просим отправлять по адресу Россия, 443100, г Самара, Молодогвардейская ул д244, Главный корпус, Самарский государственный технический университет, ученому секретарю диссертационного совета Д 212 217 04,

тел (846) 242-38-91, факс (846) 278-44-00, e-mail aees@,samgtu ru

Автореферат разослан 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета Д212 217 04,

Кандидат технических наук, доцент

Е А Кротков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность темы. Во всех отраслях народного хозяйства - в промышленности, строительстве, на железнодорожном и водном транспорте и т д - широкое применение находят грузоподъемные краны С их помощью осуществляют перемещение разнообразных грузов в технологической цепи производства или строительства, выполняют ремонтно-монтажные работы с крупногабаритными агрегатами В последнее десятилетия производство грузоподъемных кранов, как и экономика России в целом, переживало серьезнейший спад Значительная часть парка грузоподъемных кранов выработала свой ресурс и требует замены, капитального ремонта или модернизации Возрождение промышленности требует кранов с новыми техническими возможностями, в том числе с более жесткими требованиями к скорости посадки груза, плавности движения и диапазону регулирования Например, погрузка на морские суда, погрузка тонкой электроники, подъем и опускание замедлителей в реакторах атомной промышленности В тоже время особое внимание уделяется энергетическим характеристикам и рациональному выбору электрооборудования крана

Анализ показывает, что имеется общемировая тенденция к переходу крановых электроприводов (ЭП) на переменный ток На российском рынке ЭП наблюдается засилие зарубежных производителей, поставляющих готовые решения Большинство российских компаний выполняют лишь роль посредников, осуществляющих инжиринговую привязку технических решений В конечном итоге это приводит к монополии зарубежных компаний, которые диктуют свои принципы на рынке крановых ЭП Лишь немногие российские компании прилагают усилия для реализации собственных проектов, но в настоящий момент эти проекты в начальной стадии

На данном этапе представляет интерес разработка и исследование отечественного кранового регулируемого электропривода переменного тока с улучшенными регулировочными и энергетическими показателями

Цель работы. Повышение регулировочных и энергетических показателей крановых электроприводов на основе использования транзисторных преобразователей переменного тока

Задачи исследований.

1 Разработка и исследование структур регулирования кранового ЭП переменного тока с датчиком частоты вращения и бездатчиковой структуры регулирования (без датчика частоты вращения), обеспечивающих перегрузочную способность на низких частотах вращения во всех квадрантах и в режиме посадки груза

2 Разработка и исследование элементов системы управления кранового ЭП

- задающего генератора - устройства, связывающего систему регуляторов, выполняемую на постоянном токе с системой регулируемых по амплитуде, частоте и фазе вращающихся векторов заданий и обратных связей (ЭДС, токов, потоков),

- датчика частоты вращения, предназначенного для тяжелых условий эксплуатации и электродвигателей с валом большого сечения

3 Разработка и исследование способа улучшения гармонического состава тока, питающего электродвигатель переменного тока

Методы исследования Для решения поставленных задач использовались методы математического анализа, теории электропривода, теории автоматического управления, методы компьютерного моделирования и физического макетирования

Достоверность полученных результатов Достоверность результатов диссертационной работы подтверждена результатами экспериментальных исследований на физических макетах, натурных и опытных образцах

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие основные научные результаты

- разработаны принципы построения частотно-токовых структур регулирования крановыми ЭП с датчиком частоты вращения, позволяющие регулировать скорость в диапазоне до 100 1,

- разработаны принципы построения бездатчиковой структуры регулирования, обеспечивающие в режиме посадки груза без датчика частоты вращения диапазон регулирования до 20 1 при перегрузочной способности X =2,

- разработан способ настройки Ж- компенсации при выделении электродвижущей силы (ЭДС) электродвигателя без предварительной идентификации параметров,

- определены требования к разрядности и быстродействию микроконтроллера цифрового задающего генератора применительно к конкретным вариантам его использования,

- определены требования к разрешающей способности датчика частоты вращения, а также к разрядности и быстродействию микроконтроллера преобразователя сигналов энкодера,

- разработан принцип построения датчика частоты вращения, обеспечивающий зазор между подвижной и неподвижной частями датчика до 10мм,

- показано, что в трехфазной системе релейного регулирования с тремя контурами тока на базе трех релейных регуляторов, двух заданий на токи фаз и двух датчиков тока применение релейного способа позволяет улучшить гармонический состав тока, питающего электродвигатель переменного тока, в диапазоне частот от 0 до 70 Гц

Практическая ценность работы.

Разработаны принципы построения структур регулирования с датчиком частоты вращения и бездатчиковой структуры, а также элементов ЭП, таких как задающий генератор, датчик частоты вращения и преобразователь сигналов энкодера Разработан наглядный способ Ш-компенсации Предложен способ формирования тока электродвигателя переменного тока для улучшения его гармонического состава

Основные положения, выносимые на защиту:

- принципы построения частотно-токовых структур регулирования крановыми ЭП с датчиком частоты вращения, позволяющие регулировать скорость в диапазоне до 100 1,

- принципы построения структуры бездатчикового ЭП, обеспечивающие ограничение момента и перегрузочную способность Х=2 при диапазоне регулирования до 20 1,

- способ настройки Ш,- компенсации при выделении ЭДС электродвигателя с погрешностью не превышающей 10%, основанный на анализе колебательности выделяемого сигнала потокосцепления статора,

- принципы построения программируемого цифрового задающего генератора на базе микроконтроллера для электроприводов переменного тока с частотно-токовой системой регулирования с диапазоном задания частоты от 0 до 70Гц, требования к его элементной базе из условий обеспечения необходимых показателей качества регулирования,

- принципы построения датчика частоты вращения с зазором до 10 мм между вращающейся и неподвижной частями, позволяющего работать в тяжелых условиях эксплуатации при большом сечении вала электродвигателя, требования к его разрешающей способности из условий обеспечения необходимых показателей качества регулирования,

- принципы построения устройства преобразования импульсов датчика частоты вращения в аналоговый сигнал, требования к его элементной базе из условий обеспечения необходимых показателей качества регулирования,

- результаты исследования способа релейного формирования тока электродвигателя с использованием разработанных элементов структуры ЭП,-позволяющего получать токи с улучшенным гармоническим составом в диапазоне частот от 0 до 70Гц в трехфазной систе-

ме координат с тремя контурами тока на базе трех релейных регуляторов, заданий на токи двух фаз и двух датчиков тока,

- алгоритмы функционирования цифрового задающего генератора, преобразователя датчика частоты вращения и системы управления'автономного инвертора напряжения (АИН), обеспечивающие улучшение регулировочных и энергетических показателей

Внедрение результатов работы.

По материалам диссертации в ОАО «Рудоавтоматика» разработан комплект документации и изготовлены опытные образцы задающего генератора для формирования в системах управления электроприводов синусоидальных заданий на токи фаз электродвигателя Разработан комплект документации и изготовлен опытный образец датчика частоты вращения ДЧВ400 Разработан комплект документации и изготовлены опытные образцы преобразователей датчика скорости для согласования различных энкодеров и систем управления электроприводов На базе результатов работы ведется разработка системы управления вращателем и ходами бурового станка СБШ250 Получено 5 актов о внедрении результатов работы в ОАО «Рудоавтоматика».

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на

- конференциях в г Оренбурге [2], г Магнитогорске [3], г Новокузнецке [4, 5], г Екатеринбурге [6], г Чебоксары [справка] в 2005-2007 г

- на заседаниях научно-технического совета ОАО «Рудоавтоматика», г Железно-горек, кафедры автоматизированного электропривода ГОУ ОГУ, г Оренбург в 20032007 г

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ из них 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ [1] Получены 2 патента на полезную модель [7, 8] и 2 свидетельства о регистрации программ [9, 10]

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, заключения, библиографического списка, включающего 117 наименований и 3 приложения Работа изложена на 200 листах основного машинописного текста, содержит 157 рисунков и 29 таблиц

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы на основе анализа спроса и предложения на рынке подъемно-транспортного оборудования

В первой главе приведена классификация подъемно-транспортного оборудования, рассмотрены типовые крановые механизмы и выявлены требования к ним, проведен анализ систем управления крановых электроприводов Сформулированы цель и задачи теоретического и практического исследований

Несмотря на большое многообразие типов кранов, количество механизмов ограничено механизмами подъема, передвижения и поворота Часто при анализе динамических процессов в механизмах подъема используют двухмассовую систему с массой тг поступательно движущихся частей (груза и каната) и массой тд вращающихся частей механизма Упругая связь определяется жесткостью подъемных канатов с Схема нагружения механизма подъема представлена на рисунке 1 Максимальное значение силы натяжения каната Ттах достигается при наличии слабины канатов Величину Ттах согласно работам Л Б Масаядилова приближенно можно представить в виде

Т^Ог+Уд2Л/^, (1)

где УД2 — скорость в момент отрыва груза от опоры В соответствии с данным выражением, основной путь снижения динамических нагрузок механизма подъема -уменьшение скорости в момент отрыва груза от опоры

Для анализа динамических процессов в механизме передвижения используется трехмассовая динамическая схема, представленная на рисунке 2 В данной схеме приведенная масса вращающихся частей механизма тП] соединяется с приведенной массой поступательного движу-Рис 1 - Схема нагружения Щихся частей ш2 через упругую связь с коэффициентом механизма подъема жесткости с]2, который определяется жесткостью выход-

ного трансмиссионного вала механизма С помощью каната длиной Ь к массе т2 подвешена приведенная масса груза шг

При работе механизма возникают колебания в его металлоконструкциях и трансмиссионных валах Кроме того, происходит раскачивание груза, который вместе с канатом длиной Ь образует маятник с подвижной точкой подвеса Динамические нагрузки в упругих связях механизмах передвижения могут в 3-7 раз превысить статические нагрузки, а маятниковые колебания груза вызывают неравномерное движение механизмов передвижения кранов или тележек Максимальные нагрузки возникают в процессе пуска при наличии зазора в передачах Максимальное значение момента упругости выражается в виде

+ (2)

где Мп - пусковой момент двигателя, сод - угловая скорость в конце выбора зазора, Г212 - угловая частота собственных колебаний

В соответствии с данным выражением основным путем снижения динамических нагрузок является снижение скорости, при которой осуществляется выбор слабины каната и зазора

При приложении к механизму передвижения постоянной силы возникают колебания подвешенного на канате груза, амплитуда которых пропорциональна ускорению механизма и длине подвеса каната. Наличие остаточных колебаний груза в конце переходных процессов осложняет процесс управления краном и затрудняет точную остановку грузов При отклонениях груза от положения равновесия к механизму передвижения приложена еще и горизонтальная составляющая силы натяжения каната, что увеличивает опасность проскальзывания ходовых колес механизма

Динамические нагрузки, возникающие при пуске и торможении механизма поворота аналогичны нагрузкам механизма передвижения Поэтому для их ограничения используют аналогичные способы

Рис 2 - Трехмассовая динамическая схема механизма пеоедвижения

Рассмотренные требования к точности остановки, необходимости выбора слабины канатов или зазора, а также обеспечению сцепления колес механизма передвижения с рельсами определяют желаемые механические характеристики ЭП грузоподъемных машин (см рисунок 3 и рисунок 4)

Рис 3 - Требуемые механические характеристики электроприводов механизмов подъемов

М

области статических нагрузок

Рис 4 - Требуемые механические характеристики электроприводов механизмов передвижения и поворота

Основные особенности желаемых характеристик - наличие устойчивых низких скоростей вращения и большой диапазон регулирования скорости Существует большое количество систем управления (СУ) крановыми механизмами Анализ показывает, что распространенные релейно-контакторные системы управления (РКСУ) переменного и постоянного тока имеют наихудшие регулировочные и энергетические характеристики Более приемлемыми в современных условиях являются тиристорные схемы с плавным управлением как на постоянном, так и на переменном токе (тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока (ТП-Д), непосредственный преобразователь частоты -асинхронный двигатель (НПЧ-АД» Однако энергетические показатели таких схем оставляют желать лучшего как с точки зрения использования электродвигателя из-за высших гармоник тока, так и со стороны использования сети (низкий коэффициент сдвига cosqj) В наибольшей степени отвечают современным требованиям транзисторные системы на базе АИН На рынке РФ, несмотря на общую политику импортозамещения наблюдается превалирование зарубежных производителей преобразователей частоты, таких как Siemens, ABB, Schneider Отечественные фирмы, специализирующиеся на крановом оборудовании, например, ООО «Квазар» г Чеборсары производят оборудование устаревших систем, а производители преобразователей частоты, например, ТРИОЛ и ООО «ЭЛПРИ» в основном рассматривают вентиляторные и насосные нагрузки Кроме того, информация о современных направлениях по данному вопросу разобщена и представляет собой коммерческую тайну

Вторая глава посвящена разработке и исследованию элементов ЭП переменного

тока с частотно-токовым управлением

В работах Баранова Ю М было предложено построение системы управления по взаимно-ортогональным осям а и ß Математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии в этих осях характеризуется системой уравнений 3

= 11, 11а +р Ь, 11а +р Ь12 12„; и1Р=К-1 ^р+Р ^р+Р ^12 Чр?

] 0 = к4 Ьсс+Р Ь2 12а+р ьи 11а+С0эл ь2 12р + соэл Ьи 1]р; (3)

0 = 12р+р Ь2 12р+р Ь12111р-юэл Ь2 12а-соэл Ь12 11а; М = Р„ Ц2(11р 12а-11а 12р);

^ М - Мс = р со.

где иь, 11„ 12„ (вэл, со, М - переменные электродвигателя, Яь Ьь Ь2, Ь12, % р„ -параметры электродвигателя, Мс — статический момент, р - оператор Лапласа

Им же предложено формирование синусоидальных заданий с помощью специального аналогового задающего генератора (ЗГ) ЗГ - это устройство, которое связывает СУ, традиционно выполняемые на постоянном токе с системой регулируемых по амплитуде, частоте и фазе вращающихся векторов (ЭДС, токов, потоков) В научной школе академика Ключева В И, к которой принадлежит и наша научная группа, под названием ЗГ подразумевается вся СУ, содержащая и регуляторы

Формирование векторов в ортогональных осях позволило разделить управление активным током 1А (значит моментом) и реактивным током 1ц (значит потоком) Оба эти вектора вращаются в неподвижной системе координат а, р Аналогично токам могут вращаться и ЭДС Задания 1А, 1м могут подаваться от регуляторов или независимо Вектор ЭДС — со стороны регуляторов или обратных связей (ОС)

Существуют множество подходов к построению ЗГ выделяют аналоговые, цифро-аналоговые, цифровые После анализа работ, сделанных в данном направлении, был разработан вариант, основанный на цифровой обработке каждого интервала синусоиды

Для выявления требований к ЗГ были использованы основные показатели регулирования ЭП На поле механических характеристик они выглядят следующим образом (см рисунок 5) Дш - отношение максимальной скорости к минимальной при выполнении условия поддержания точности регулирования на нижней характеристике при изменении момента от 0 до момента, соответствующего заданной перегрузочной способности

Кроме того, имеет значение то, насколько плавно изменяется скорость в замкнутой системе с изменением нагрузки, т е сколько дискрет скорости имеется на всем ее диапа-

зоне изменения Для формирования в замкнутых СУ механической характеристики с заданной жесткостью р^ и соответственно точностью поддержания скорости АсОзам, необходимо иметь ш механических характеристик, задаваемых ЗГ, с жесткостью Рр и точностью поддержания скорости Аюр, соответствующими разомкнутой СУ Дискрета частоты которую необходимо реализовать ЗГ, можно определить по выражению

Дf =

(Дюр-Дшзам) р„

,Гц

(4)

2к ш

где рп — число пар полюсов электродвигателя

Из выражения 4 следует, что, чем меньше отличается жесткость замкнутой СУ от жесткости разомкнутой СУ, тем выше требования к дискретности ЗГ Требуемая максимальная частота выходного сигнала ЗГ составляет

_Кртт До, +2

Асо„ ~ Асо3

>

2тс

(5)

Требуемая разрядность ЗГ по каналу частоты при двуполярном задании составляет

п >

-1, бит

(6)

При построении новых систем возникает необходимость контроля за сигналами в аналоговом виде Это нужно с исследовательской точки зрения и для персонала предприятия при наладке Для этого в ЗГ, разработанном на базе ОАО «Рудоавтоматика» с микроконтроллером Р1С18Р452 с быстродействием 10 млн операций в секунду, используются аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), которые вносят определенные погрешности (см рисунок 6) Первоначально при более простых подходах к построению ЗГ выбросы погрешности в связи с погрешностью округления, зависящей от быстродействия микроконтроллера, могли возникать внутри диапазона регулирования, что приводило к явлени-

Рис 6 - Зависимость модуля ошибки от задаваемой частоты при частотном ре-

гулировании от 0 до 70 Гц _б %з„ 12 10

70Гц

50Гц

33Гц

о

50

100 150 200 250 300 350 Р,кВт

Рис 7 - Доля погрешности в номинальном скольжении в зависимости от мощности электродвигателя и диапазона регулирования частоты

ям в ЭП, похожим на резонансные Наличие погрешности приводит к появлению ошибки скорости Аю на входе регулятора скорости и выталкиванию двигателя из режима холостого хода в генераторный или двигательный режим Причем воздействие ошибки с ростом частоты усиливается

Исследования показали, что большое влияние на точность и работоспособность ЗГ оказала величина номинального скольжения э,,, которая за-

MiPs (млн.опер/с)

150

и

iE

f- о

< 9

CL

Ш

□

ei

i—■

и

- <=>

о

л.

У 3

о

О

Рис. 8 - Сравнение микроконтроллеров по быстродействию

10

К|=0,995

X.

-8-

"! 6

-24

висит от мощности. Дело в том, что чем мощнее электродвигатель, тем жестче его разомкнутая характеристика и тем в меньшей степени ее отличие от замкнутой, а это вызывает нарастание доли ошибки {см, рисунок 7). Выясненные обстоятельства заставили обратиться к изучению возможностей различных типов микроконтроллеров (см. рисунок 8). Примененные в работе микроконтроллеры представлены в левых столбцах. В принципе имеются микроконтроллеры значительно более быстродействующие, но в такой же степени более дорогие. В ходе работ над ЗГ получекы синусоидальные сигналы с коэффициентом искажения тока не менее 0,99 (см. рисунок 9).

Если какое-то время назад в научных разработках существовало увлечение без-датчиковыми системами, то в настоящее время все большее количество исследователей склоняется к необходимости его установки. Немалое количество фирм производят датчики на высоком профессиональном уровне с высокими техническими характеристиками (HÜBNER Elektro-шaschincn AG, Kuebler, Johannes Huebner Fabrik elektrischer Maschinen GmbH, ОАО «СКБ ИС» и др.). Поскольку основной вид деятельности ОАО «Рудоавтоматика» -это экскаваторный привод, то при разработке датчика частоты вращения (ДЧВ) было направлено внимание на его безотказную работу в тяжелых условиях горной промышленности. Для того, чтобы иметь возможность получать информацию о частоте вращения вала электродвигателя в тяжелых условиях эксплуатации при диаметрах вала электродвигателя более 150мм, необходимо увеличить зазор между подвижной и неподвижной

частями. Длительный поиск конструкций и их анализ позволили предложить следующее решение.

Если магнитные зоны на подвижной части датчика частоты вращения сформировать посредством п четных дискретных магнитов с индукцией не менее 100 мТл и расположить их на валу электродвигателя, по окружности с чередованием полярности и полюсным делением не менее !0мм (см. рисунок 10), то это позволяет обеспечить зазор

-10

Рис. 9 - Осциллограмма сигнала сформированного ЗГ с частотой {=50Гц

10мм

Рис. 10 - Конструкция датчика частоты вращения между магнитами и элементами Холла 10

до 10 мм Поэтому в отличие от всех разработанных и эксплуатирующихся ДЧВ предложенный датчик - необслуживаемый, так как не имеет трущихся поверхностей и зазор между подвижной и неподвижной частями составляет ДО мм Кроме того, он предназначен для установки на вал большого диаметра мощйых электродвигателей С таким набором параметров аналогов не найдено и получен патент на полезную модель

При вращении вала электродвигателя 4 каждый магнит 1 при положительной полярности формирует на выходе элемента Холла, расположенного в неподвижной части 3 датчика, состояние логической единицы, при отрицательной полярности - нуля В результате формируются серии импульсов с четкими границами, пропорциональные частоте вращения диска с магнитами Разрешающая способность зависит от количества магнитов на подвижной части датчика и количества элементов Холла на неподвижной части Разрешающую способность можно определить по выражению

С = п х,им/об ~ (7)

где п - количество магнитов на оборот, шт/об,

х - количество элементов Холла, шт Имеются разные подходы к организации принципа работы датчика В результате анализа был принят способ определения скорости из цифрового сигнала датчика по количеству импульсов поступивших за время выборки ^ Аналогично тому, как это было сделано для ЗГ, параметры датчика частоты вращения были связаны с основными показателями регулирования ЭП (см рисунок 11)

Требуемую разрядность выходного сигнала датчика частоты вращения можно определить при двуполярном сигнале на выходе по выражению

п>1о§2(т -^4 + 1, бит (8)

Требование к точности передачи сигнала по скорости прямопропорционально зависит от требований к точности поддержания частоты вращения в замкнутой СУ С ростом мощности электродвигателя увеличиваются требования к разрешающей способности датчика частоты вращения В отличие от ЗГ усиление требований происходит при приближении рзам к абсолютно жесткой характеристике

Границей устойчивости контура регулирования дискретной системы является соотношение

Ткр>21в, (9)

и

УТ7 Г\-Г

УТ9

V"

УТ11

ГУ-

УТ8

УТЮ,

у!

УТ12

VI

в

к

II

№

-Н—

У05

-Н—

>2 |

У04

-Н—

VБ6

-Н-

УТ1

-м-

УТЗ

IV

ТОП

-м-

УТ5

Рис 12 - Функциональная схема преобразователя

т

У08

—И-

УТ2] -^

-г

тою —

УТ4 У012

-и-

УТ6

"V/

где Тк р — постоянная времени контура регулирования, с

Требуемую разрешающую способность можно определить по выражению

т

С>-

-,имп/об (10)

Д®тах »в

В данной работе под улучшением энергетических показателей ЭП подразумевается в первую очередь улучшение энергетики электродвигателя При его работе от статических преобразователей выходные напряжения и токи содержат высшие гармонические составляющие С целью их уменьшения необходимо на выходе преобразователя формировать токи с минимальным искажением относительно синусоиды Для этого предлагается использование транзисторного преобразователя с принципами релейного формирования тока в системе рекуператор - автономный инвертор напряжения с релейным формированием тока нагрузки - асинхронный двигатель (Р-АИН(Р)-АД) Функциональная схема такого преобразователя представлена на рисунке 12 Преобразователь состоит из неуправляемого выпрямителя В, инвертора, ведомого сетью И и коммутатора К, представляющего собой АИН Коммутатор совместно с выпрямителем образует канал потребления, а с инвертором - канал рекуперации Конденсатор С необходим для ограничения уровня напряжения, приложенного к транзисторам Величина его емкости должна быть не менее 30 мкФ на 1 кВт мощности нагрузки

Инвертор всегда работает в крайнем инверторном режиме и не регулируется в процессе формирования тока нагрузки Выходные синусоидальные токи формируются именно коммутатором При этом коммутатор и инвертор работают независимо друг от друга Коэффициент искажения сформированного тока не менее 0 99 (см рисунок 13) В третьей главе проведен анализ структур регулирования ЭП применительно к транзисторным ЭП Переменного тока Предложены и исследованы оригинальные структуры частотно-токового управления Разработано устройство, позволяющее исключить

Рис 13 - Осциллограмма тока электродвигателя в системе Р-АИН(Р)-АД

Дсо

и.

Кг

+ип

а

и.

К

^ вяо -

ш>

з т р

Рис 14 - Функциональная схема ЧТУ регулирования с датчиком частоты вращения и ЗЗИ

ЗИ

К„

РС

©

I Дсо _^з г

►<8>—[кЦ—

К

0 и„

01

Ко

РС ~ обратную связь по

ЗГ | скорости Предложе-

ЗЗИ ^ ' У\ на и исследована

зл 1/ 1 И ВЯО структура на его ос-

Г_ (п4г- нове применительно к крановому транзисторному ЭП переменного тока

Анализ структурных схем скалярного и векторного управления и предыдущие наработки в этой сфере сотрудниками предприятия позволил остановить ЗР £ выбор на частотно-

' токовом управлении

И ЕЖ О (ЧТУ) В работе исследовались 2 оригинальные схемы, применительно к транзисторным преобра-

+Ттп 0 |/1 _ "зтр зователям с рекупе-

рацией (см рисунок 14 и рисунок 15) Особенность состоит

Рис 15 - Функциональная схема частотно-токовой системы ре- в том, что для управ-гулирования с датчиком частоты вращения ления' преобразова-

телем используются только токовые входы без обычной в таких системах связи по ЭДС Это стало возможным из-за способа управления, основанного на релейном регулировании с ОС, в отличие от широтноимпульсной модуляции (ШИМ) Схемы имеют следующие особенности для первой - обязательно наличие зависимого задатчика интенсивности (ЗЗИ) и жесткие требования к точности Крс (см рисунок 16), во второй - не менее жесткие требования к линейности и симметрии ОС по скорости, а также независимый ЗИ

к п

об/мин

и,.

и,

К

вяо

- сй-4»-Ёй>

500

о + о ц г^Г о о о\ о"

1! 3 <1 3 <1 II 3 II 3

< <1

М, нм

ис 16 - Механические характеристики ри разных значениях коэффициента Крс ля структуры рис 14

-50

-25

0

25

50 М, нм

Рис 17 - Механические характеристики при Крс = 5,1 и различной добавке скольжения Дсо для структуры рис 14 13

Для снижения динамических нагрузок и исключения раскачивания груза ЗИ в обеих структурах выполнен двухступенчатым.

Для структуры, представленной на рисунке 14, исследовано влияние добавки скольжения Дш. При малых значениях Крс с помощью Да) можно получать характеристики аналогичные номинальному Крс (см. рисунок 17). Обе системы достаточно критичны к настройке, но при качественной настройке обеспечиваются хорошие статические и динамические характеристики (см. рисунок 18).

Рис, 18 - Осциллограммы процесса реверса (а) и наброса номинальной нагрузки (б) исследуемых структур ЧТУ с датчиком частоты вращения

В некоторых случаях из-за тесноты

осиА

нОС и„

3/2

ОС ив оси

ОС 1в

3/2

ОС иЙ ОС 1„

& I

1 I

ГгЧхА

+ 9 -и,„ 6

ОС !н

©

помещении крановых установок встраивание ДЧВ оказывается неприемлемо, поэтому возникла необходимость разработки бе матч и ко вой системы ЭГ1, Для того чтобы исключить сигнал по частоте вращения, используется разработанный датчик, который позволяет одновременно косвенно следить за ЭДС и потокосцеплением электродвигателя (ДЭП). Функциональная схема представлена на рисунке 19. В принципе опционально он может следить за всеми л ото ко с це п л е н ия м и; статора Ч*|, намагничивания Ти, ротора Ч';. Математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии через потокосцепления в осях а, Р характеризуется системой уравнений 12.

Рис. 19 - Функциональная схема ДЭП

и1о =

■ Ь - 1 '

Ь2 «й

а

Ь|2 • к.

и =_Ь. • КI ш _

и Ш I . ,2 1 №

Ц Ь12

0 = -

ь, •

ц.

-

1 I -X1

[ I - ь2

■У.+Р-Ч'»!

Г .1

О = ■

м = -

■ Ч',, -

РпЬ|2

1 Л _ I 2 2 "^12

М —Мс = р. • (о.

где *Fj„ "Р21 - потокосцепления статора и ротора в осях а, |3

С первичных датчиков напряжения и тока поступают сигналы напряжений и токов фаз А и В электродвигателя ОС Ua>b, ОС Та Ь С помощью координатных преобразователей 3/2 определяются сигналы в ортогональных осях а, Р ОС Uap, ОС 1а_р.

Составляющие ЭДС в ортогональных осях a, Р Еа, Ер определяются из соответствующих сигналов напряжений и токов по выражениям

E,(t) = U,(t)-I,(t) R-L-^, (12)

dt

где i - ось a, р, L, R - индуктивность и сопротивление фазы нагрузки

Составляющие потокосцепления статора в ортогональных осях a, Р ¥р определяются из составляющих ЭДС в этих же осях по выражению

T,(t)=jE,(t)dt + C, (13)

где С - постоянная составляющая

Для выделения потокосцеплений с целью уменьшения постоянной составляющей используется интегратор без дрейфа нуля, имеющий в своей основе 2 интегратора с противоположными смещениями (см рисунок 19)

Для того чтобы получить сигналы ЭДС и потокосцеплений высокого качества на стороне постоянного тока (например, в структуре на рисунке 21), разработан способ выделения модулей и амплитуд на их базе без пульсаций, возникающих при обычном выпрямлении Сигналы с выхода ДЭП Еа, Ер и *Fe, ЧРр поступают в ЗГ для выделения соответственно амплитуд ЭДС и потокосцепления статора с помощью перемножения на соответствующие единичные косинусоиды ЗГ определяет амплитуду вращающегося вектора ЭДС, тока статора или потокосцеплений электродвигателя из их синусоидальных составляющих в ортогональных осях а и р по следующему выражению

X = Xa cos cot + Хр sin cot, (14)

где X - амплитуда искомого вращающегося вектора,

Ха, Хр - составляющие вектора в ортогональных осях а и р

В результате работ над этим датчиком был выявлен простой способ установки параметров преобразования, без предварительной идентификации параметров электродвигателя Оказалось, что настройку правильной компенсации сигнала ЭДС из напряжения можно осуществить по виду сигнала потокосцепления в установившемся режиме При правильной настройке колебательность сигнала минимальная, а при пере- или недоком-пенсации они одинаково расходятся (см рисунок 20)

т

о. ел

т

а)

t,c

б)

t,c

Рис 20 - Осциллограммы амплитуды потокосцепления статора а - при точной настройке Ж-компенсации, б - при недокомпенсации на 10%

и3

Рис 21 - Функциональная схема частотно-токовой системы регулирования без датчика частоты вращения

Для организации ограничения момента используется выход датчика по ЭДС Связав его с ЗЗИ аналогично структуре на рисунке 14, в результате можно получить простую структуру (см рисунок 21), обеспечивающую форсировку тока намагничивания на низких скоростях при перегрузочной способности А, = 2 и диапазоне (20-30) 1, достаточно редком для систем с глубоким регулированием скорости

и резкопеременной нагрузке Для сравнения на рисунке 22 приведена характеристика 1 без форсировки Она явно сужает перегрузочную способность и диапазон Мало того, в принципе эта система позволяет получить характеристику, проходящую через начало координат, с такой же перегрузочной способностью Однако следует иметь в виду, что данные характеристики малых скоростей получаются при форсировке тока и не могут использоваться длительно На рисунке 23 приведены динамические характеристики макета ЭП хода мощностью 4кВт, выполненного по данной структуре Данный привод способен препятствовать перемещению крана при нулевом положении командоконтроллера, при активной ветровой нагрузке или под уклоном СУ через 2 - Зс после остановки по управлению накладывает тормоза и снимает форсировки _п

об/мши 1500

V,

V,

-50

-20

1000

500

25

Рис 22 — Механические характеристики в бездатчиковой структуре регулирования

Рис 23 — Осциллограммы реверсов в без датчиковой структуре регулирования

В четвертой главе произведен анализ регулировочных, энергетических и стоимостных показателей типовых крановых ЭП Рассматривается реализация результатов исследования

Сводная таблица регулировочных показателей систем, рассмотренных в главе 1, представлена в таблице 1

Система управления электропривода Ъ<о

1 с кулачковым контроллером 2 с магнитным контроллером 3 Тиристорный регулятор напряжения - асинхронный двигатель (ТРН-АД) 4 Генератор - двигатель (Г-Д) 5 Тиристорный преобразователь - двигатель (ТП-Д) 6 Непосредственный преобразователь частоты - асинхронный двигатель (НПЧ-АД) 7 Автономный инвертор напряжения -асинхронный двигатель (АИН-АД) 3 1 4 1 ' 10.1 10 1 (10-20) 1 (40-60) 1 100 1

а лица Максимальные регулировоч-

ные возможности представляют системы с автономным инвертором напряжения (АИН-АД), к которым относятся и рассматриваемая разработка Обычно при анализе энергетических соотношений в ЭП используется выражение для мощности на валу электродвигателя через потребляемую мощность из сети переменного тока

Т_11 I, совф г), (15) где и, - напряжение сети, I] -ток фазы статора, потребляемый из сети, соэф - коэффициент сдвига по первой гармонике, т| - КПД электродвигателя

Следует отметить, что коэффициенты совф и г| в процессе преобразования должны трактоваться значительно глубже, чем коэффициент мощности по первой гармонике и КПД только электродвигателя Поэтому оценка энергетической эффективности систем производилась для всех систем по суммарному коэффициенту, определяемому по выражению

К£ =Км С03(Р Пэп К„д> (16)

где К} — коэффициент искажения тока сети, т|эп - суммарный КПД электропривода,

кид — коэффициент искажения тока электродвигателя Коэффициент мощности включает в себя

КМ=К, Ки СОБф, (17)

где К1 - коэффициент искажения тока сети,

Кц - коэффициент искажения напряжения сети Коэффициент искажения тока сети определяется по выражению

1л

К, =

М)

(18)

(19)

где 1(1) - действующее значение 1-й гармоники тока,

I - действующее (среднеквадратичное) значение тока Коэффициент искажения напряжения сети определяется по выражению

_и(.) Ки_ и '

где и(1) — действующее значение 1-й гармоники напряжения,

и - действующее (среднеквадратичное) значение напряжения КПД системы электропривода в целом Цэп, определяется по выражению

Лэп=11д % Л,р, (20)

где т|д - КПД электродвигателя, т|пр - КПД преобразователя, г^ - КПД трансформатора

Коэффициент искажения напряжения ки при условии мощного источника и синусоидальности питающего напряжения был принят для всех систем равным 1 Это справедливо, потому что реальные значения коэффициента обычно мало отличаются от 1

-ТП-Д с ФКУ

АИН(ШИМ) АИН(ШИМ) АИН(Р)-

-АД -АД

во

О

Рис. 24 - Зависимость суммарного коэффициента от диапазона регулирования

В работе исследо-ваиы зависимости всех коэффициентов, представленных в выражениях (15 20) для каждой из рассматриваемых систем от диапазона регулирования и затем определены значения коэффициента к^. Зависимости коэффициента от диапазона регулирования О для различных сис-, тем представлены на рисунке 24. По полу-

ченным зависимостям видно, что:

1) Системы с кулачковыми и магнитными контроллерами, ТРН-АД, НПЧ-АД, ТП-Д, АД-Г-Д. обладают наихудшими энергетическими показателями;

2) Системы ТП-Д и НПЧ-АД при условии использования многоступенчатого ФКУ являются одними из наиболее эффективных. Поэтому без ФКУ данные системы использовать в регулируемых приводах категорически не рекомендуется;

3) Среди систем с АИН лидером является система передний активный фронт — автономный инвертор напряжения с широтноимпульсной модуляцией - асинхронный двигатель АРЕ-АИН(ШИМ)-АД.

В работе проведен анализ стоимостных показателей для основных типов систем при примерно одинаковой мощности 50 кВт. Сравнительные данные по оценочной стоимости низковольтных комплектных устройств крана наиболее энергоэффективных систем представлены на рисунке 25.

2.00

^ .80

1.60

1.40

1,20

1.00

0,80 С

0.60 А

и

0.40

0,20

0,00

ч < ■ <

¿г. < 1

— Ьн

В а

3 Е

Ъ. 5 с ■ £ с а!

Рис. 25 - Сравнительная стоимость низковольтных комплектных устройств различных систем мощностью 50 кВт

Полученные данные показывают:

1. Наибольшей стоимостью обладает система ТП-Д с ФКУ;

2. Минимальную стоимость среди систем с АИН и вообще среди всех рассмотренных имеют системы НУВ-АИН(ШИМ)-АД (НУВ - неуправляемый выпрямитель) и разработанная Р-АИН(Р)-АД. Однако неуправляемый выпрямитель не может обеспечить рекуперацию энергии в сеть, что в условиях резкоперемешюй нагрузки, характерной для крана, приведет к потерям энергии, потому что, как и в РКСУ, в этой системе необходим слив энергии в резистор. В разработанной системе Р-АИН(Р)-АД осуществляется

обмен энергией с сетью, следовательно данная система более выгодна по сравнению с НУВ-АИН(ШИМ)-АД Исключением являются автономные краны, в которых нет опоры на сеть и, следовательно, отсутствует необходимость рекуперации

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе получены следующие основные результаты

- разработаны и исследованы принципы построения частотно-токовых структур регулирования крановыми электроприводами с датчиком частоты вращения, позволяющие регулировать скорость в диапазоне до 100 1,

- разработаны и исследованы принципы построения структуры бездатчикового электропривода, обеспечивающие ограничение момента и перегрузочную способность %=2 при диапазоне регулирования до 20 1,

- предложен способ настройки IR- компенсации при выделении ЭДС электродвигателя с погрешностью не превышающей 10%, основанный на анализе колебательности выделяемого сигнала потокосцепления статора,

- разработаны и исследованы принципы построения программируемого цифрового задающего генератора на базе микроконтроллера для электроприводов переменного тока с частотно-токовой системой регулирования с диапазоном задания частоты от 0 до 70Гц, требования к его элементной базе из условий обеспечения необходимых показателей качества регулирования,

- разработаны и исследованы принципы построения датчика частоты вращения с зазором до 10 мм между вращающейся и неподвижной частями, позволяющего работать в тяжелых условиях эксплуатации при большом сечении вала элек£родвигателя, требования к его разрешающей способности из условий обеспечения необходимых показателей качества регулирования,

- разработаны и исследованы принципы построения устройства преобразования импульсов датчика частоты вращения в аналоговый сигнал, требования к его элементной базе из условий обеспечения необходимых показателей качества регулирования,

- исследован и предложен способ релейного формирования тока электродвигателя, позволяющий получать токи с улучшенным гармоническим составом в диапазоне частот от 0 до 70Гц в трехфазной системе координат с тремя контурами тока на базе трех релейных регуляторов, заданий на токи двух фаз и двух датчиков тока,

- разработаны алгоритмы функционирования цифрового задающего генератора, преобразователя датчика частоты вращения и системы управления автономного инвертора напряжения (АИН), обеспечивающие улучшение регулировочных и энергетических показателей

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях

1 Микитченко А Я, Шевченко А Н , Могучев М В Перспективы применения в экскаваторах различных систем электропривода [Текст]// Горный журнал, №6, 2006 -с 86-90,

2 Шевченко А Н Микропроцессорное управление двигателем переменного тока [Текст]// Региональная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов Часть 2 - Оренбург ИПКГОУОГУ -2005 - с 212-213,

3 Шевченко А Н Анализ потокосцеплений двухфазного АД [Текст]// Электриче-

\<

ские системы и комплексы Межвузовыйсб науч тр Вып 12 Под ред Лукьянова С И -Магнитогорск ГОУ ВПО «МГТУ им Носова Г И », 2006 - с 267-270,

4 Микитченко А Я, Шевченко А Н, Носырев Д Е Встраиваемый датчик частоты вращения экскаваторного исполнения [Текст]// Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в металлургической и горно-топливной отраслях Труды Третьей Всероссийской научно-практической конференции Под общей редакцией Ост-ровлянчика В Ю , Кунинина ПН- Новокузнецк Издательство СибГИУ - 2006 - с 5556,

5 Микитченко А Я, Шевченко А Н, Носырев Д Е Трудности перехода систем управления одноковшовых экскаваторов на переменный ток [Текст]// Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в металлургической и горнотопливной отраслях Труды Третьей Всероссийской научно-практической конференции Под общей редакцией Островлянчика В Ю , Кунинина ПН- Новокузнецк Издательство СибГИУ - 2006 - с 57-58,

6 Микитченко А Я , Могучев М В , Шевченко А Н Выбор емкости конденсатора в звене постоянного напряжения двухзвенного преобразователя частоты [Текст]// Электроприводы переменного тока Труды международной четырнадцатой научно-технической конференции Екатеринбург ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007 - с 39-42,

7 Патент на полезную модель 61482 ГШ, Ш Н02К 7/00 Датчик потокосцепления для систем управления электроприводом./ Микитченко А Я, Могучев М В , Шевченко А Н - №2006123781/22, заяв 05 07 2006, опубл 27 02 2007, Бюл №6,

8 Патент на полезную модель 55144 ГШ, Ш в01Р 3/44 Датчик частоты вращения для систем управления экскаваторных электроприводов / Микитченко А Я , Шевченко А Н и др - №2006106611/22, заяв 03 03 2006, опубл 27 07 2006, Бюл №21,

9 Шевченко А Н Программа управления задающим генератором системы управления электропривода переменного тока Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ Заяв №2007610604, 12 12 2006,

10 Шевченко А Н Программа управления преобразователем датчика частоты вращения для систем управления экскаваторных электроприводов Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ Заяв №2006611543, 16 05 2006

Личный вклад автора. Все основные положения диссертации разработаны автором лично В работе [3] автором выполнены расчетная и экспериментальная части, в работе [5] автором выполнена экспериментальная часть, в работах [4,6] автору принадлежит аналитическая часть

Разрешено к печати диссертационным советом Д212217 04

Протокол № 16 от 13 09 07

Подписано в печать 13 09 07 Формат 60x84 1/16 Бумага тшкярафская №1 Печать офсетная Уч -изд лист 1 0 Тираж 100 экземпляров

Подразделение оперативной полиграфии ОАО «Рудоавтоматика» 307177, Курская обл, г Железногорск, ул Мира 1

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 Обзор подъемно-транспортного оборудования (ОТО)

1Л Классификация ПТО.

1.2 Типовые крановые механизмы.

1.3 Системы управления крановыми механизмами.

1.4 Цель и задачи.

Глава 2 - Разработка и исследование элементов электропривода (ЭП) переменного тока

2.1 Разработка и исследование задающего генератора. Математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии через фазные токи в осях а, Р.

2.2 Разработка и исследование датчика частоты вращения.

2.3 Формирование синусоидальных токов электродвигателя в трехфазной системе координат.

2.4 Выводы по главе 2.

Глава 3 Разработка и исследование структур регулирования применительно к крановым ЭП

3.1 Обзор структур регулирования ЭП переменного тока.

3.2 Разработка и исследование структуры регулирования кранового электропривода с датчиком частоты вращения.

• 3.3 Разработка и исследование бездатчиковой структуры регулирования. Математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии через потокосцепления в осях а, Р.

3.4 Выводы по главе 3.

Глава 4 Сравнительный анализ показателей систем кранового ЭП. Практическая реализация

4.1 Сравнение регулировочных и энергетических показателей типовых крановых систем ЭП.

4.2 Сравнение стоимостных показателей типовых крановых систем ЭП.

4.3 Практическая реализация.

4.4 Вывод по главе 4.

Во всех отраслях народного хозяйства - в промышленности, строительстве, на железнодорожном и водном транспорте и т.д. - широкое применение находят грузоподъемные краны. С их помощью осуществляют перемещение разнообразных грузов в технологической цепи производства или строительства, выполняют ремонтно-монтажные работы с крупногабаритными агрегатами.

В последние годы спрос на подъемно-транспортное оборудование (ПТО) в значительной степени определяется динамикой развития таких отраслей, как машиностроение, черная и цветная металлургия, традиционная и атомная энергетика, топливная промышленность, нефтегазовая отрасль и другие сырьевые отрасли, а также темпами развития портов и перегрузочных терминалов. Перспективы формирования спроса на грузоподъемные краны во многом определяются состоянием и темпами развития этих наиболее динамично развивающихся ведущих отраслей экономики Российской Федерации.

По данным Госкомстата РФ /3/ в нашей стране наблюдается позитивная тенденция ускорения промышленного подъема. Объем ВВП России за прошедший 2006г., по предварительной оценке составил в текущих ценах 26621,30 млрд. рублей. Темп роста его реального объема относительно 2005г. составил 106,70%. При этом положительная динамика наблюдается в основных отраслях-потребителях грузоподъемного оборудования. Так индекс промышленного производства в 2006г. увеличился по отношению к 2003г. более чем на треть (см. рисунок 1).

2004г. 2005г. 2006г. год — по общему объему - среднее

Рисунок 1 - Индексы промышленного производства

Приоритет промышленного выпуска обеспечен увеличением добычи полезных ископаемых (см. таблицу 1), развитием обрабатывающих производств (4,9% только за 2006г.).

Таблица 1 - Объемы добычи полезных ископаемых

2006г. Декабрь 2006г. в % к 2006г. в % к 2005г. декабрю 2005г. ноябрю 2006г.

Добыча полезных ископаемых

Уголь, млн.тонн 309 105,5 106,0 103,6

Нефть добытая, включая газовый конденсат, млн.тонн 480 101,8 103,8 102,1

Газ естественный, млрд.м3 656 101,7 104,5 102,4

Железная руда, млн.тонн 102 106,1 102,7 107,3

Материалы строительные нерудные, млн.м3 296 114,4 94,4 109,6

Апатитовый концентрат, млн.тонн 4,1 100,0 102,0 97,8

Сохраняются высокие темпы роста и у такого вида экономической деятельности (основного потребителя башенных кранов), как строительство (см. рисунок 2). Только за 2006г. Прирост составил 14% по отношению к предыдущему году. Также тенденция к увеличению сохраняется и в таком виде экономической деятельности как транспорт (6,8% за 2006г.).

2004г. 2005г. 2008г. по общемуобъему —с исключением сезонного ф актора -среднее

Рисунок 2 - Индексы роста строительства

Темпы развития ведущих отраслей экономики РФ позволяют полагать, что спрос на грузоподъемные краны будет расти, и его темпы будут подтягиваться к средним показателям по промышленности. Подтверждением данного прогноза являются данные Госкомстата РФ /3/ об увеличении выпуска в 2006г. автокранов на 18,10% по сравнению с 2005г.

В последнее десятилетия производство грузоподъемных кранов, как и экономика России в целом, переживало серьезнейший спад. Так, например, объем производства ПТО за этот период по сравнению с 1990г. упал в 5-10 раз и даже более - по отдельным видам оборудования. Резкое, необдуманное изменение экономической среды, в которой пришлось работать производственным предприятиям, вызвало болезненную перестройку как структуры самих производств, так и ассортимента выпускаемой продукции. Сложившаяся в экономике ситуация по сути поставила отрасль на грань выживания. Объем производства общепромышленных мостовых и козловых кранов, начиная с 1990г., представлен на рисунке 3 /4 /.

§ 6000

Г 5000

3 4000 с 3000

§ 2000 I 1000 о ю 0 90 92 94 96 98 2000 2002 год Мостовые □ Козловые

Рисунок 3 - Объем производства грузоподъемных кранов

Практически все заводы отрасли вынуждены были остановить серийные производства и перейти к производству ПТО исключительно на заказ. Ограниченный платежеспособный спрос на фоне незадействованных производственных мощностей привел к жесткой конкуренции и демпингу. В поисках экономической стабильности производства предприятия пошли по пути существенного расширения ассортимента выпускаемой продукции. Уход от узкой специализации, поиски снижения себестоимости за счет более дешевого сырья и комплектующих, морально и технологически устаревшие проекты крановой техники - все это не могло не сказаться на качестве производимого кранового оборудования.

В настоящее время в Российской Федерации эксплуатируется около 130 тыс. общепромышленных мостовых и специальных мостовых кранов, около 3 тыс. портальных кранов /5/. Однако в связи с тем, что темпы обновления подъемно-транспортного оборудования в последние годы находились на крайне низком уровне, значительная часть парка грузоподъемных кранов выработала свой ресурс и требует замены, капитального ремонта или модернизации. В среднем, нормативный срок службы общепромышленного мостового крана составляет 30 лет. По различным экспертным оценкам, в настоящее время за пределами нормативного срока службы эксплуатируется около 40-60% мостовых кранов, около 80% металлургических кранов и более 90% портальных кранов.

Структура распределения парка общепромышленных мостовых кранов по отраслям промышленности представлена на рисунке 4 /4/.

3о/о 3% 3% 2%

38% другие ■ машиностроение □ черная металлургия нефтехимия ■ цветная металлургия □ топливная ■ энергетика

Рисунок 4 - Распределение общепромышленных мостовых кранов по отраслям

Как видно из представленной диаграммы, основное количество кранов более 50 тыс.ед., сосредоточенно в машиностроении (38%), черной металлургии (10%). Значительная часть (41%) распределена между другими отраслями экономики.

Крупнейшим сегментом рынка ПТО являются портальные и другие портовые грузоподъемные краны. Объем данного сегмента в денежном эквиваленте составляет более 50 миллионов долларов (26%) и имеет реальные перспективы к дальнейшему росту. Резкое сокращение поступлений новых кранов за последние 10 лет привело к тому, что порты оказались в очень сложном положении. Износ парка портальных кранов достиг критических значений. Средства на приобретение новых кранов сильно ограничены. Увеличиваются расходы на ремонт и техническое обслуживание устаревших типов машин. Нормативный ресурс парка кранов, установленных в крупных морских и речных портах РФ, составляет около 25 лет, в общем уже отработан. Их дальнейшая эксплуатация будет осуществляться уже в условиях сверхнормативного ресурса. Как уже упоминалось выше, более 90% портального кранового оборудования требует замены и модернизации. Если говорить только о морских портах России, что требует объемов инвестиций 2-3 млрд. долларов. Отложенный спрос в данном сегменте очень велик, и по данным опросов экспертов, будет постепенно реализовываться в ближайшие 5-7 лет.

Структура рынка грузоподъемных кранов по типам в денежном эквиваленте имеет следующий вид /4/: мостовые общепромышленные ■ мостовые специальные портальные □ козловые ■ металлургические

Рисунок 5 - Структура рынка грузоподъемных кранов по типам

Важнейшим сегментом рынка ПТО являются мостовые специальные и тяжелые краны (от 50 до более 500 тонн). В этом же сегменте рассматриваются специальные металлургические краны для черной и цветной металлургии, а также краны машинных залов электростанций, специальные краны для атомных электростанций и ряд других тяжелых специальных кранов. Емкость данного сектора рынка, включая сегмент портальных кранов, составляет около 100 миллионов долларов. При этом сегмент портальных грузоподъемных кранов остается самым большим, почти 50%.

Краны для металлургии составляют 32% от общего объема всех тяжелых и специальных кранов. В настоящее время это наиболее динамично развивающийся сегмент рынка, поскольку сегодня практически все крупнейшие металлургические компании активно инвестируют в развитие собственной производственной базы. Объем рынка тяжелых и специальных кранов для традиционной энергетики составляет 5%. В основном это грейферные перегружатели для тепловых электростанций и краны машинных залов. Около 4% составляет доля кранового оборудования для атомной энергетики. В « настоящее время наблюдается некоторое оживление спроса в этом секторе рынка. Его емкость колеблется в пределах 3-8 миллионов долларов. Основу данного сегмента рынка составляют специальные перегрузочные машины для обогащенного и отработанного топлива, полярные краны реакторных залов, краны эстакад и специальные краны для захоронения радиоактивных отходов. В ближайшие годы в России планируется реконструкция старых, ввод новых блоков (приблизительно блок в год) АЭС. Это энергетические блоки Ростовской АЭС (2007г.) и Балаковкой АЭС (2009г.). Планируется строительство ряда хранилищ ядерных отходов и расширение мощностей по их переработке (Ленинградская, Курская, Смоленская АЭС). Структура рынка тяжелых и специальных кранов (вместе с сектором портальных кранов) представлена на рисунке 5 /4/.

5% 3%

8%

В металлургия ■ АЭС Машиностроение □ Порты и терминалы Энергетика традиционная ■ Прочее

Рисунок 6 - Структура рынка тяжелых и специальных кранов

В настоящее время на территории России работают более 20 заводов, производящих грузоподъемные краны широкого спектра типов и грузоподъемностей. В сегменте тяжелых и специальных кранов наиболее развитой специализированной производственной базой и инженерно-конструкторскими кадрами обладают такие предприятия как: АО «СИБТЯЖМАШ», г. Красноярск; «ОМЗ-КРАН», г. Москва, группа предприятий «Урал кран».

АО «Сибтяжмаш» является одним из ведущих предприятий отрасли тяжелого машиностроения Красноярского края. Предприятие специализируется на выпуске мостовых электрических кранов грузоподъемностью до 1200 тонн всех групп режимов, пролетов и назначений для предприятий черной и цветной металлургии, машиностроения, топливно-энергетического комплекса, в том числе для тепловых и атомных электростанций; перегружателей угольных и рудных складов. Разрабатываются штыревые и анодные краны-манипуляторы, полярные краны для атомных станций нового поколения /6/.

ООО «ОМЗ-КРАН» позиционируется в сегменте тяжелых, средних и специальных кранов. Основную часть ПТО производится на Уральском заводе тяжелого машиностроения (ОАО «Уралмашзавод», г. Екатеринбург).

Уралмашзавод имеет многолетний опыт производства ПТО для различных отраслей промышленности: энергетики, атомной промышленности, нефтегазового комплекса, горной промышленности, морского и речного транспорта, машиностроения и т.д. Предприятием предлагаются следующие типы ПТО /7/:

- различные типы металлургических и мостовых электрических кранов грузоподъемностью до 500т;

- портальные краны грузоподъемностью до 80т;

- козловые краны грузоподъемностью до 400т;

- краны консольно-поворотные грузоподъемностью до 500т;

- краны-штабелеры грузоподъемностью до Ют.

В настоящее время ООО «ОМЗ-КРАН» реализует крупные проекты изготовления полярного крана и кранов эстокад для АЭС «Куданкулам» (Индия), мульдозавалочных кранов для «Ашинского металлургического комбината», многопролетных кранов для РСК МИГ, мостовых кранов для ГЭС «Се Сан 3» (Вьетнам), металлургических кранов для «Магнитогорского металлургического комбината» и АО «Северсталь».

Группа предприятий «Уралкран» предлагает следующие типы ПТО /8/:

- башенные краны КБ-408.21, КБ-578, КБ-403Б, КБ-403Б.4;

- мостовые краны общего назначения грузоподъемностью до 50т.

Производством башенных кранов, крана-погрузчика занимается

Нязепетровский краностроительный завод. Краны мостовые и козловые, грузозахватывающие механизмы выпускает Сухоложский крановый завод. Производимая продукция широко применяется в строительной, металлургической, лесоперерабатывающей отрасли промышленности.

Хорошо известна на российском рынке и продукция производителей ПТО из Украины, которые имеют давние тесные связи с предприятиями РФ и являются крупнейшими экспортерами кранового оборудования в Россию. Среди них такие заводы, как ЗАО «Новокраматорский завод тяжелого машиностроения», ЗАО «Запорожский завод тяжелого краностроения», ООО «Харьковский завод подъемно-транспортного оборудования», ОАО «Азовмаш» и ряд других производителей.

ЗАО «Новокраматорский завод тяжелого машиностроения» (НКМЗ) является одним из крупнейших в Украине и известным в мире изготовителем уникального высокопроизводительного прокатного, металлургического, кузнечно-прессового, гидротехнического, горнорудного, подъёмно-транспортного и специализированного оборудования.

НКМЗ предлагает следующие типы ПТО /9/:

- мостовые электрические краны грузоподъемностью до 630т для работы на постоянном и переменном токе шириной пролета до 40м;

- краны козловые электрические общего назначения грузоподъемностью до 150 т, монтажные - до 600т, для обслуживания плотин ГЭС - до 630т.

ЗАО «Запорожский завод тяжелого краностроения» отличает широкая номенклатура ПТО для энергетики, металлургии, портовых и железнодорожных терминалов.

Предприятие предлагает следующие типы ПТО /10/:

- различные типы козловых кранов грузоподъемностью до 100т, краны для гидросооружений - до 1000т;

- краны полу козловые грузоподъемностью до 35т; краны мостовые однобалочные грузоподъемностью до 125т, двухбалочные - до 160т.

ООО «Харьковский завод подъемно-транспортного оборудования» (ООО «ХЗ ПТО») имеет 75-летний опыт конструирования и изготовления ПТО. Предприятие предлагает следующие типы ПТО /11/:

- краны мостовые двухбалочные общего и специального назначения грузоподъемностью до 250т, однобалочные - до Ют;

- краны козловые грузоподъемностью до 16т;

- краны консольные грузоподъемностью до 8т;

- тали электрические грузоподъемностью до 20т.

Освоен выпуск пратцен-кранов, клещевых и разливочных кранов грузоподъемностью до 140т.

ОАО «Азовмаш» специализируется на разработке и производстве мощного ПТО для судостроения, энергетики, строительства, железнодорожного транспорта, морских и речных портов, металлургии.

Предприятие предлагает следующие типы ПТО /12/:

- монтажные козловые краны грузоподъемностью 480т с пролетом 115м и высотой подъема 68м;

- краны грузоподъемностью 630/50т с пролетом 25м и высотой подъема

30м;

- полупортальные машины грузоподъемностью до 250т;

- краны грузоподъемностью 500т для обслуживания гидроэлектростанций. В сегменте кранов мостового и козлового типов средней грузоподъемности в РФ есть несколько специализированных предприятий. Среди них такие хорошо известные заводы, как АО «Балткран» г. Калининград; АО «Бурея-кран», Амурская область; ОАО «КРАН-УМЗ», Тульская область, г. Узловая; ОАО «Ленинградский крановый завод», г. Санкт-Петербург; ОАО «149 Механический завод», г. Москва; ОАО «55 Металлообрабатывающий завод», г. Санкт-Петербург; АПП «Бываловский машиностроительный завод», г. Вологда; ООО ПП «Кампромтехника», г. Набережные Челны и ряд других производителей.

ОАО «Балткран» позиционирует себя производителем следующих типов ПТО/13/:

- контейнерные краны для обслуживания 20-, 30-, 40- и 45-футовых контейнеров;

- козловых кранов стандартного исполнения грузоподъемностью до 60т и нестандартного - до 200т;

- портальные краны грузоподъемностью до 50т;

- мостовые краны грузоподъемностью до 320т.

Специализацией Бурейского кранового завода является производство кранов мостовых электрических грузоподъемностью до 32т и козловых до 25т.

ОАО «КРАН-УМЗ» специализируется на производстве мостовых и козловых электрических кранов.

Предприятие предлагает следующие типы ПТО /14/:

- краны мостовые электрические общего назначения грузоподъемностью до 50т, специальные - до 32т;

ОАО «Ленинградский крановый завод» производит следующие типы ПТО

- краны мостовые электрические двухбалочные опорные и грейферные грузоподъемностью до 50т; краны мостовые однобалочные подвесные и опорные грузоподъемностью до 1 От.

- краны козловые электрические грузоподъемностью до 32т.

ОАО «55 Металлообрабатывающий завод» на протяжении длительного времени специализировался на производстве ПТО для Министерства обороны. В настоящее время предприятие производит мостовые краны грузоподъемностью до 20т, грузовые тележки - до 50т и т. д. /16/.

ОАО «149 Механический завод» предлагает следующие типы ПТО /17/:

- краны мостовые подвесные и опорные грузоподъемностью до 16т;

- краны козловые грузоподъемностью до 20т.

АПП «Бываловский машиностроительный завод» осуществляет производство ПТО для металлургии и металлоторговли, машиностроения, лесопромышленного и нефтехимического комплексов, складского хозяйства и т.д. козловых кранов грузоподъемностью до 36т, высотой подъема до 14м и пролетом 36м/18/.

ООО ПП «Кампромтехника» изготавливает и реализует следующие типы ПТО/19/:

- краны мостовые подвесные и опорные грузоподъемностью до Ют;

- краны козловые грузоподъемностью до Ют.

По краностроению существуют следующие головные предприятия /20/

ВНИИПТмаш - краны мостового и кабельного типа, портальные, консольные, железнодорожные, электротали;

ВНИИстройдормаш - краны стреловые самоходные, краны манипуляторы;

СКТБ башенного краностроения - краны башенные, краны лесопогрузчики, переставные и мачтовые краны, стреловые на рельсовому ходу;

ВКТИмонтажстроймеханизация - краны специальные монтажные.

На основании проведенного обзора тенденций кранового рынка РФ можно сделать вывод, что на сегодняшний день сложились предпосылки для роста производства грузоподъемных кранов и модернизации имеющихся. В сложившейся ситуации являются актуальными работы по увеличению надежности и энергетических показателей кранов с целью формирования наиболее конкурентоспособного предложения. Возрождение промышленности требует кранов с новыми техническими возможностями, в том числе с более жесткими требованиями к скорости посадки груза, плавности движения и диапазону регулирования. Например, погрузка на морские суда, погрузка тонкой электроники, подъем и опускание замедлителей в реакторах атомной промышленности. В тоже время особое внимание уделяется энергетическим характеристикам и рациональному выбору электрооборудования крана.

Выводы по разделу:

1. Релейно-контакторные системы управления с кулачковыми и магнитными контроллерами отличаются простотой конструкции и широтой использования в крановом оборудовании. Однако, согласно проведенному исследованию, данные системы обладают низкими энергетическими показателями. С ростом диапазона регулирования суммарный коэффициент энергетической эффективности резко уменьшается и уже при диапазоне регулирования 10:1 составляет менее 0,1, а при более высоком диапазоне вообще стремиться к нулю. Поэтому реальный диапазон РКСУ и составляет (3-4): 1, при этом К£> 0,17. Кроме того, эти системы не обеспечивают рекуперацию энергии в сеть и, например, вся энергия торможения гасится на резисторах.

2. Система ТРН-АД относится к наименее эффективным системам. Однако, данная система, в отличие от РКСУ, позволяет осуществлять бесконтактное включение, плавный пуск и бесступенчатое регулирование скорости АД. Для обеспечения диапазона регулирования 10:1 необходим тахометрический контроль скорости. При данном диапазоне суммарный коэффициент энергетической эффективности чрезвычайно низок и не превышает 0,011.

3. В системе Г-Д более эффективен с энергетической точки зрения вариант с синхронным приводным двигателем, а не с асинхронным. Представленная зависимость к^ (Б) для данной системы может проходить даже выше, так как в принципе СД позволяет получать коэффициент сдвига соБф = 1. В общем случае система Г-Д обладает хорошими регулировочными характеристиками, позволяет плавно и в широком диапазоне регулировать скорость электродвигателя без тахометрического контроля (без тахогенератора). Для данной системы можно выделить следующие недостатки: трехмашинный агрегат приводит к значительному увеличению установленной мощности электрооборудования; для установки агрегата требуется фундамент, что в стесненных условиях крановых установок ограничивает применение системы Г-Д; СД на мощности до 100 кВт - машина редкая, нераспространенная, а в случае использования АД значительно понижаются энергетические показатели. Для реального диапазона регулирования 10:1 у СД-Г-Д к^> 0,4, а у АД-Г-Д к^>0,13. Кроме того, система согласно проведенному исследованию относится к наиболее дорогим. Оценочная стоимость СД-Г-Д составляет 1,61 по отношению к стоимости НУВ - АИН(ШИМ)-АД, принятой за эталон.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе получены следующие основные результаты:

- разработаны и исследованы принципы построения частотно-токовых структур регулирования крановыми электроприводами с датчиком частоты вращения, позволяющие регулировать скорость в диапазоне до 100:1;

- разработаны и исследованы принципы построения структуры бездатчикового электропривода, обеспечивающие ограничение момента и перегрузочную способность Х=2 при диапазоне регулирования до 20:1;

- предложен способ настройки III- компенсации при выделении ЭДС электродвигателя с погрешностью не превышающей 10%, основанный на анализе колебательности выделяемого сигнала потокосцепления статора;

- разработаны и исследованы принципы построения программируемого цифрового задающего генератора на базе микроконтроллера для электроприводов переменного тока с частотно-токовой системой регулирования с диапазоном задания частоты от 0 до 70Гц, требования к его элементной базе из условий обеспечения необходимых показателей качества регулирования;

- разработаны и исследованы принципы построения датчика частоты вращения с зазором до 10 мм между вращающейся и неподвижной частями, позволяющего работать в тяжелых условиях эксплуатации при большом сечении вала электродвигателя, требования к его разрешающей способности из условий обеспечения необходимых показателей качества регулирования; разработаны и исследованы принципы построения устройства преобразования импульсов датчика частоты вращения в аналоговый сигнал, требования к его элементной базе из условий обеспечения необходимых показателей качества регулирования;

- предложен способ релейного формирования тока, позволяющий получать-синусоидальные токи с частотой от 0 до 70Гц в трехфазной системе координат с тремя контурами тока на базе трех релейных регуляторов, заданий на токи двух фаз и двух датчиков тока с улучшенным гармоническим составом;

- разработаны алгоритмы функционирования цифрового задающего генератора, преобразователя датчика частоты вращения и системы управления автономного инвертора напряжения (АИН), обеспечивающие улучшение регулировочных и энергетических показателей.

1. Ключев В.И. Теория электропривода: учеб. для вузов. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1998. - 704 с. ил.;

2. Микитченко А.Я. Разработка и исследование частотно-управляемого асинхронного электропривода по системе НПЧ-АД для машин предприятий горнодобывающей промышленности. Дисс. докт. техн. наук. М.: МЭИ, 1999. -274 е.;

3. О промышленном производстве в 2006г./ Федеральная служба государственной статистики. 2007г.;

4. Рынок ПТО России и СНГ. Тенденции и основные игроки/ Доклад ОМЗ-Кран на 7-й всероссийской конференции «Подъемно-транспортная техника, внутризаводской транспорт, склады», Москва, 2004 г.;

5. Недельский В. О., К. Ф. Волыхин Тенденции и перспективы рынка грузоподъемных кранов России Подъемные сооружения. Специальная техника, 2004, №6;

6. Номенклатура изделий АО «Сибтяжмаш», 2007г.;

7. Номенклатура изделий ООО «ОМЗ-КРАН», 2007г.;

8. Номенклатура изделий группы предприятий «Уралкран», 2007г.;

9. Номенклатура изделий ЗАО «НКМЗ» (Новокраматорский завод тяжелого машиностроения), 2007г.;

10. Номенклатура изделий ЗАО «Запорожский завод тяжелого краностроения», 2007г.;

11. Номенклатура изделий ООО «ХЗ ПТО» (Харьковский завод подъемно-транспортного оборудования), 2007г.;

12. Номенклатура изделий ОАО «Азовмаш», 2007г.;

13. Номенклатура изделий ОАО «Балткран», 2007г.;

14. Номенклатура изделий ОАО «КРАН-УМЗ», 2007г.;

15. Номенклатура изделий ОАО «Ленинградский крановый завод», 2007г.;

16. Номенклатура изделий ОАО «55 Металлообрабатывающий завод»,2007г.;

17. Номенклатура изделий ОАО «149 Механический завод», 2007г.;

18. Номенклатура изделий АПП «Бываловский машиностроительный завод», 2007г.;

19. Номенклатура изделий ООО ПП «Кампромтехника», 2007г.;

20. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов/ Госгортехнадзор РФ, 1999г.;

21. Алексеев Ю.В., Богословский А.П., Певзнер Е.М., Рабинович A.A., Яуре А.Г. Крановое электрооборудование: Справочник/ Под ред. Рабинович A.A. М.: Энергия, 1979. - 240 е.;

22. Масандилов Л.Б. Электропривод подъемных кранов. М.: издательство МЭИ, 1998. - 100с.;

23. Певзнер Е. М., Яуре А. Г. Эксплуатация крановых тиристорных электроприводов. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 104 е.;

24. Абрамович И.И., Березин В.Н., Яуре А.Г. Грузоподъемные краны промышленных предприятий: Справочник. М.: Машиностроение, 1989. - 320 е.;

25. Кран козловый КК-0-12,5. Паспорт К12,5.00.00.000 ПС. Тула: ОАО1. Кран», 1986.-54 е.;

26. Кран мостовой опорный двухбалочный типа ZL А200-10.500Е. Паспорт 25540001274020 ПС. - R. STAHL FORDERTECHNIK GBMH, 2003;

27. Кран башенный передвижной КБ-405-1А. Паспорт Ржев.: Краностроительный завод им. М.И. Калинина, 1989;

28. Кран козловый А5-16. Паспорт. Перевальск: Перевальский завод подъемно-транспортного оборудования, 1974;

29. Зиновьев А.Ю. Современные системы автоматизации и приводов для кранового оборудования фирмы Siemens. Подъемно-транспортное оборудование №2/3,2001г.;

30. Предложение SCHNEIDER ELECTRIC в области электроприводов широкого применения. Рынок Электротехники, № 2,2006 г.;

31. Номенклатура изделий Delta Electronics, 2007г.;

32. Номенклатура изделий Корпорация «Триол» , 2007г.;

33. Номенклатура изделий ООО «ЭЛПРИ», 2007г.;

34. Баранов Ю.М. Разработка устройств и методов линеаризации нагрузок механической части экскаваторных электроприводов по системе НПЧ-АД. 05.09.03. Дисс. к. т. н. М.: МЭИ, 1989. - 244 с ил. и прил.;

35. Фираго Б. И., Павлячик JI. Б. Теория электропривода: Учеб. пособие. -Мн.: ЗАО «Техноперспектива», 2004. 527 е.;

36. Микитченко А.Я. Разработка и исследование экскаваторного тиристорного электропривода с улучшенными энергетическими показателями. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. М.: МЭИ, 1978;

37. Греков Э.Л. Разработка и исследование электропривода основных механизмов экскаваторов по системе НПЧ-АД на базе эквивалентных шестипульсных схем. диссертация на соискание ученой степени к.т.н. Самара., СамГТУ, 2003;

38. Шевченко А.Н. Микропроцессорное управление двигателем переменного тока. Региональная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов. Часть 2. Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ. - 2005. - 287с.;

39. Справочник по электрическим машинам: в 2 т. Т.1 под редакцией Копылова И.П., Клокова Б.К. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 454 е., ил.;

40. Кравчик А.Э., Шлаф М.М., Афонин В.И., Соболевская Е.А. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1982. -504 е.;

41. Крановые электродвигатели для применения с преобразователями частоты. Серия AMTK-F. Технический каталог ООО «Кранрос», 2007;

42. Двигатель асинхронный двухфазный экскаваторный 2АЭ-200-4УЗ. Формуляр ГАЕИ. 528141.001ф0. Сафоново, ОАО «Сафоновский электромашиностроительный завод», 2006г.;

43. PIC18FXX2 High Performance, Enhanced FLASH Microcontrollers with 10-Bit A/D, 2002;

44. Номенклатура изделий Microchip Technology Inc., 2007r.;

45. Номенклатура изделий Atmel Corporation, 2007r.;

46. Номенклатура изделий Texas Instruments, Inc., 2007r.;

47. Номенклатура изделий Silicon Lab's Inc., 2007r.;

48. Номенклатура изделий Cygnal Integrated Products Inc., 2007r.

49. Номенклатура изделий Royal Philips Electronics, 2007r.;

50. Номенклатура изделий Fujitsu Limited, 2007r.;

51. Номенклатура изделий Dallas Semiconductor, 2007r;

52. Номенклатура изделий Cyan Technology Ltd., 2007r.;

53. Номенклатура изделий ST Microelectronics, 2007r.;

54. Infineon Technologies AG. Номенклатура изделий, 2007г.;

55. Поисковая система по on-line складам электронных компонентов www.efind.ru;

56. Тавернье К. PIC-микроконтроллеры. Практика применения: Пер. с фр. М.: ДМК Пресс, 2002. - 272 с. ил.;

57. Предко М. Справочник по PIC микроконтроллерам. Пер. с англ. М.: Додэка XXI, 2002.-512 е.;

58. Номенклатура изделий Huebner Giessen Fabrik elektrischer Maschinen GmbH, 2007r.;

59. Номенклатура изделий HUBNER ELEKTROMASCHINEN AG, 2007r.;

60. Номенклатура изделий ОАО «Специальное конструкторское бюро информационно-измерительных систем» (СКБ и С), 2007г.;

61. Патент на полезную модель 55144 RU, U1 G01P 3/44. Датчик частоты вращения для систем управления экскаваторных электроприводов./ Микитченко А.Я., Шевченко А.Н. и др. №2006106611/22; заяв. 03.03.2006, опубл. 27.07.2006; Бюл. №21;

62. Плотников Ю. В. Дискретные модели и синтез алгоритмов частотно-регулируемого асинхронного электропривода. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007.

63. Шевченко А.Н. Программа управления преобразователем датчика частоты вращения для систем управления экскаваторных электроприводов. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. Заяв. №2006611543,16.05.2006;

64. Современные электротехнические комплексы отечественных буровых установок/Семинар для главных энергетиков буровых предприятий. М.: ОАО «Электропривод», 2006.

65. Могучев М.В. Электропривода на базе преобразователя с релейным регулированием тока/ Материалы региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Оренбургской области. Часть 2. -Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2005.

66. Силовые полупроводниковые приборы International Rectifier. Пер. с англ. под ред. В. В. Токарева. Первое издание. Воронеж, 1995. 662 е.;

67. Охоткин Г.П. Развитие теории динамических процессов и разработка быстродействующих преобразователей для электропривода. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н. М.: МЭИ, 2006.

68. Могучев М.В., Микитченко А.Я. Влияние транзисторного двухступенчатого НПЧ с релейным регулированием токов на сеть / Электротехнические системы и комплексы. Межвузовский сборник научных трудов. Магнитогорск: МГТУ, 2004, С 22-26.;

69. Терехов В.М., Осипов О. И. Системы управления электроприводов: Учебник для студ. высш. учеб. заведений/ Под ред. В. М. Терехова. М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 304 е.;

70. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами. Под ред. Крупович В.И., Барыбина Ю.Г., Самовера M.JI. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1982.-416с. ил.;

71. Башарин А. В., Новиков В. А., Соколовский Г. Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. JL: Энергоиздат. Ленингр. Отд-ние, 1982.-392 е.;

72. Электротехника: Учебное пособие для вузов. В 3-х книгах. Книга III. Электроприводы. Электроснабжение/ Под ред. П. А. Бутырина, P. X. Гафиятуллина, А. Л. Шестакова. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2005. - 639 е.;

73. Энштейн И. И. Автоматизированный электропривод переменноготока. -М.: Энергоиздат, 1982. 192 е.;

74. Дарьенков А. Б., Марков В. В., Титов В. Г. Бездатчиковая система векторного управления с ориентацией по вектору потокосцепления ротора -Электротехника, 2001, №5;

75. Ключев В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. М.: Энергия, 1980. - 360 с ил.;

76. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. -М: Энергия, 1979. 616 е.;

77. Соколовский Г.Г. Теория и системы электропривода (электропривод переменного тока). Учебное пособие. СПб.: ТЭТУ (ЛЭТИ), 1999. - 80 е.;

78. Омельченко Е.Я. Характеристики двигателей в электроприводе: Учеб. пособие. Магнитогорск: МГТУ, 2004. 120с.;

79. Масандилов Л.Б., Москаленко В.В. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. 2-е изд. перераб. и доп.- М.: Энергия, 1978. 96 е.;

80. Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронные электроприводы с векторным управлением. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987.-136 е.;

81. Козярук А.Е., Рудаков В.В. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов. С-П.: ООО НПО «С-П. Электротехническая компания», 2004. - 128 е.;

82. Сабинин Ю. А., Грузов В. Л. Частотно-регулируемые асинхронные электроприводы. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985.-128.;

83. Усынин Ю.С. Системы управления электроприводов: Учеб. Пособие. -2-е изд., испр. и доп. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. - 328 е.;

84. Слежановский О.В., Дацковский Л.Х., Кузнецов И.С. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 256 е.;

85. Ильинский Н.Ф., Козаченко В.Ф. Общий курс электропривода: Учеб. для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1992.- 544 с.ил.;

86. Бродовский В.Н., Иванов Е.С. Приводы с частотно-токовым управлением. М.: Энергия, 1974. - 169 е.;

87. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. Изд. 6-е, исправленное. М., «Энергия», 1977;

88. Шевченко А.Н. Анализ потокосцеплений двухфазного АД. Электрические системы и комплексы. Межвузовый сб. науч. тр. Вып. 12. Под ред. Лукьянова С.И. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ им. Носова Г.И.», 2006.-318с.;

89. Беспалов В.Я. Котелец Н.Ф. Электрические машины: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений.- М.: издательский центр «Академия», 2006. -320с.;

90. Чиликин М. Г., Соколов М. М., Терехов В.М., Шинянский А.В. Основы автоматизированного электропривода: Учеб. пособие для вузов. М.: «Энергия», 1974.-568с.;

91. Браславский И.Я., Ишматов З.Ш., Поляков В.Н. Энергосберегающий асинхронный электропривод: Учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений. Под ред. Браславского И.Я. М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 256с.;

92. Прайс-лист на электродвигатели крановые ООО «Сибэлектромотор»,2006г.;

93. Прайс-лист на электродвигатели ЗАО «Межотраслевая .база Стройснабкомплект», 2007г.;

94. Прайс-лист на тахогенераторы ООО «Электропроект», 2007г.;

95. Прайс-лист коммутационное оборудование ОАО «Электроаппарат»,2007г.;

96. Прайс-лист на коммутационное оборудование ООО «Интерэлектрокомплект», 2007г.;

97. Прайс-лист на полупроводниковые модули ЗАО «ЧИП и ДИП», 2007;

98. Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным управлением: Учебник. М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 265с.;

99. B.R. Pelly Thyristor Phase-Controled Converters and Cycloconverters: operacion, control and performance, John Wiley& Sons Inc., 1971. 434 c.;

100. Берштейн А.Я., Гусяцский Ю.М., Кудрявцев A.B., Сарбатов P.C. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе. Под ред. Сарбатова P.C. -М.:Энергия, 1980.-328с.;

101. Супрович Г. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок: Пер. с польск. М.: Энергоатомиздат, 1985. -136с. ил.;

102. Ш.Шевырев Ю.В. Методы моделирования и повышения электроэнергетических показателей электротехнических комплексов буровых установок. М.: Московский государственный геологоразведочный университет, 2005.-177с.;

103. Справочник по автоматизированному электроприводу/ Под ред. Елисеева В.А. и Шинянского А. В. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 616 е.;

104. ИЗ. Справочник по электрическим машинам: в 2 т. Т.2 под редакцией Копылова И.П., Клокова Б.К. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 688 е., ил.;

105. Радин В.И., Брускин Д.Э., Зохорович А.Е Электрические машины: асинхронные машины: Учебник для электромех. спец. вузов/ Под ред. И. П. Копылова М.: Высш. шк. - 1988. - 328.;

106. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. 2е изд. перераб. и доп. - Л.:Энергоатомиздат. Ленинград отдел, 1988.-340 с ил.;

107. Микитченко А.Я., Шевченко А.Н., Могучев М.В. Перспективы применения в экскаваторах различных систем электропривода. Горный журнал, №6, 2006.;

108. Патент на полезную модель 61482 RU, U1 Н02К 7/00. Датчик потокосцепления для систем управления электроприводом./ Микитченко А .Я., Могучев М.В., Шевченко А.Н. №2006123781/22; заяв. 05.07.2006, опубл. 27.02.2007; Бюл. №6.