автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Создание и исследование электромеханических устройств средств малой механизации на основе специализированных преобразователей частоты

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ

СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА СРЕДСТВ МАЛОЙ МЕХАНИЗАЦИИ И ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ.

1.1. Метод экспертных оценок при анализе и синтезе электромеханических и преобразовательных устройств.

1.2. Технико-экономическое обоснование целесообразности использования системы ПЧ-АД в электроприводе СММ.

1.3. Требования к специализированным ПЧ.

1.4. Обзор выпускаемых ПЧ.

1.5. Выбор рациональных схем статических специализированных преобразователей частоты.

ГЛАВА II. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ КОММУТИРУЮЩИХ ЦЕПЕЙ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ.

2.1. Общие особенности расчета параметров коммутирующих контуров.

2.2. Методика расчета и оптимизации параметров коммутирующих контуров.

2.3. Методика учета влияния отклонений параметров коммутирующих цепей на выходные характеристики ПЧ.

2.4. Инженерная методика расчета параметров основных элементов тиристорных АИН.

ГЛАВА III. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ И СИСТЕМЫ ПЧ-АД.

3.1. Постановка задачи. Исходные допущения.

3.2. Обзор существующих методов расчета коммутационных процессов.

3.3. Анализ коммутационных процессов на основе постоянства топологической структуры инвертора.

3.4. Особенности и методы анализа рабочих процессов в специализированных ПЧ.

3.5. Математическая модель асинхронного двигателя.

3.6. Математическая модель системы ПЧ-АД.

3.7. Доказательство адекватности модели системы ПЧ-АД объекту.

ГЛАВА IV. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ПРИМЕРЫ ОПЫТНО

ПРОМЫШЛЕННОГО ВНЕДРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПО СИСТЕМЕ ПЧ-АД НА ОСНОВЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПЧ . . .119 4.1. Основные принципы построения специализированных ПЧ группового электропривода.

4.2. Примеры опытно-промышленного внедрения группового электропривода по системе ПЧ-АД.

4.2.1. Групповые электроприводы на базе преобразователя

ПЧ 1 -23-10-230-400-У2.

4.2.2. Электроприводы на базе многоцелевого преобразователя

ПЧ2-112-15-220-50, 100, 200, 400-У2.

4.2.3.Электроприводы на базе преобразователя ПЧ1-21-2,2-36, 42-200-У

4.2.4. Транзисторный преобразователь ПЧ1-11-1,5-36, 42-200-У2.

4.2.5. Электроприводы линий обработки кромок древесно-стружечных плит (ДСП) в мебельном производстве на базе ПЧ1-23-35-220-100-УХЛ

4.3. Особенности построения систем управления специализированных преобразователей частоты.

4.3.1. Системы управления тиристорных преобразователей.

4.3.2. Микропроцессорная система управления преобразователями частоты группового электропривода.

К средствам малой механизации (СММ) относятся [8]: ручные и переносные машины (механизированный инструмент); строительно-отделочные машины, состоящие из машин и оборудования для штукатурных работ, машин и оборудования для малярных работ, машин и оборудования для устройства полов, машин и оборудования для производства кровельных работ; пневмопробойники и машины для проходки скважин; электро- и пневмовибраторы.

К ручным и переносным машинам относятся сверлильные, шлифовальные и завертывающие машины (гайковерты, шуруповерты); машины для обработки дерева (пилы, рубанки, долбежники, фрезерные устройства, лобзики), ножницы для резки металлических и иных листов; перфораторы, молотки, трамбовки, стригальные машины.

Ручные и переносные машины можно разделить на индивидуальные и промышленные.

Индивидуальные ручные и переносные машины в основном используются в быту и характеризуются низкой степенью загруженности.

Высокая степень загруженности и параллельная работа группы устройств на нескольких рабочих местах характерна для промышленных ручных машин, применяемых в процессе серийного производства.

В настоящее время ручные и переносные машины оснащают электрическими, пневматическими и реже гидравлическими приводами. В работе не рассматриваются вопросы, связанные с приводами машин и механизмов повышенной мобильности и автономности для сельского хозяйства и лесной промышленности, оснащенных двигателями внутреннего сгорания.

В индивидуальных СММ, в подавляющем большинстве случаев, применяется электрический привод. Для промышленных СММ характерно в той или иной степени применение всех указанных выше типов привода.

-6В настоящее время четко наметилась тенденция использования в качестве привода СММ электромеханических исполнительных устройств, обладающих рядом преимуществ по сравнению в пневматическими и гидравлическими приводами [8]. К таким преимуществам относятся легкость регулирования, простота монтажа и эксплуатации, отсутствие трубопроводов и аккумуляторов энергии, низкий уровень шума, хорошие энергетические характеристики.

Для повышения производительности технологических процессов, использующих средства малой механизации и снижения утомляемости работников существенно важным является получение минимальной массы машины с допустимым уровнем шума и вибрации

Анализ машин СММ, проведенный на кафедре ЭАПУ Вятского государственного университета, показывает, что основная доля их веса определяется весом электромеханического исполнительного устройства. Вес электромеханического исполнительного устройства в различных типах СММ составляет 0,7.0,9 веса машины, поэтому наиболее рациональным путем снижения веса СММ, а, следовательно, и повышения производительности, является оптимизация электромеханических модулей (ЭМ). Электромеханический модуль СММ, включающий в себя электродвигатель и редуктор, должен выбираться по критериям минимума массы ЭМ, удовлетворительной энергетики и реализации демпфирующих свойств средствами электропривода. Достижение минимальной массы ЭМ [4, 9, 69, 72] обеспечивается увеличением передаточного числа редуктора при применении высокоскоростных электродвигателей.

Для индивидуальных СММ используются универсальные коллекторные электродвигатели, позволяющие получить повышенную частоту вращения при прямом включении в сеть.

Альтернативным вариантом коллекторному двигателю является асинхронный двигатель (АД) повышенной частоты. АД с короткозамкнутым ротором при равной частоте вращения и мощности, в 1,5.2,0 раза легче, в 2,5.4,0 раза дешевле и имеет в 1,5. 1,8 раза больший КПД [9, 24] в сравнении с коллекторным двигателем. По дан ным [58], показатель надежности АД с короткозамкнутым ротором выше, чем у коллекторного. Отсутствие щеточно-коллекторного узла существенно снижает не только трудоемкость его изготовления, но и стоимость его эксплуатации.

Однако применение высокоскоростных АД требует наличия дополнительных устройств - преобразователей частоты (ГШ), повышающих стоимость электропривода СММ на базе АД. Стоимость ПЧ в 5.7 раз превышает стоимость АД, и стоимость индивидуального электропривода по системе преобразователь частоты - асинхронный двигатель (ПЧ - АД) будет значительно превышать стоимость электропривода на базе коллекторных двигателей.

При промышленном применении СММ, как правило, ПЧ является общим источником питания группы машин. В ряде отраслей, например в строительстве, один и тот же ПЧ можно использовать для СММ различного назначения - штукарно-затирочных, шлифовальных, отрезных, сверлильных машин; вибраторов; электропил. В этих случаях разница в стоимости асинхронных и коллекторных двигателей позволяет не только компенсировать затраты на установку ПЧ, но и снизить общую стоимость промышленных СММ. За счет более высокого КПД системы ПЧ - АД дополнительно достигается снижение расхода электроэнергии и затрат на техобслуживание. Все это обеспечивает экономически оправданное применение системы ПЧ - АД для электропривода промышленных СММ.

Как будет показано в работе, на основании анализа существующих систем ПЧ -АД СММ, основная доля современного парка промышленных СММ в стране реализована на основе электромашинных ПЧ, отсутствующих в настоящее время на рынке. Отсутствие на рынке специализированных ПЧ связано с рядом причин, одной из которых является распад СССР и СЭВ, приведший к прекращению взаимных поставок оборудования по кооперации. Прекращение выпуска электромашинных ПЧ внутри страны вызвано малым спросом из-за высокой стоимости, в связи с ограниченным объемом материальных средств большинства предприятий, которые преобразовались в последние годы в акционерные общества.

Аналогичная ситуация складывается в настоящее время и на рынке с перспективными статическими ПЧ [11, 34]. Экономически оправданное применение системы ПЧ - АД для СММ достигается при групповом приводе с использованием специализированных ПЧ, обладающих необходимыми техническими характеристиками с учетом условий эксплуатации, повышенных требований безопасности работ и квалификации обслуживающего персонала.

Информация в периодической печати о разработке и производстве нерегулируемых ПЧ для систем СММ практически отсутствует. Выпускаемые в России и странах Содружества для этих целей статические ПЧ, из-за несовершенства технических решений, имеют завышенные массогабаритные и низкие энергетические характеристики, близкие характеристикам электромашинных ПЧ, кроме того, для них характерна недостаточная коммутационная способность, затрудняющая прямой пуск двигателей, что существенно ограничивает применение данных ПЧ в системах электропривода СММ, т. к. требует значительного завышения их установленной мощности, а следовательно и стоимости. Применение для этих целей регулируемых ПЧ, выпускаемых в стране и зарубежом, нецелесообразно, так как такие ПЧ, из-за избыточных регулировочных свойств, сложны и дороги.

В настоящее время большинство предприятий, использующих средства малой механизации, располагают достаточно большим количеством СММ с высокоскоростными АД, исчисляемыми десятками тысяч, которые являются невостребованными в связи с отсутствием надежных преобразователей частоты с приемлемой стоимостью.

Целью данной работы является разработка, создание и исследование электроприводов, построенных по системе ПЧ-АД для промышленных средств малой механизации, обеспечивающих повышение производительности и энергосбережения.

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, по созданию специализированных ПЧ и на их основе электроприводов по системе ПЧ-АД для СММ, на кафедре электропривода Вятского государственного университета в рамках договоров с министерством лесной и деревообрабатывающей промышленности, Минтопэнерго, а также с предприятиями различных отраслей проводятся с 1985 года по настоящее время.

За указанный период были рассмотрены и решены следующие научные и прикладные задачи в рамках создания систем высокочастотного электропривода СММ:

- технико-экономическое обоснование целесообразности применения системы ПЧ-АД для электроприводов промышленных СММ;

- проектирование высокоскоростных АД с учетом особенностей их работы в системе ПЧ-АД;

- разработка технических требований, предъявляемых к системам ПЧ-АД в целом, а также отдельным их компонентам (АД, ПЧ, системам управления);

- конструирование электромеханических модулей СММ с минимальными мас-согабаритными показателями;

- выбор и разработка наиболее рациональных схем силовой части ПЧ с позиций минимальной стоимости, высокой надежности, высокой коммутационной способности, минимальных потерь энергии;

- разработка инженерной методики расчета параметров тиристорных и транзисторных ПЧ и их элементов для систем частотно-регулируемого группового электропривода СММ;

- создание надежных систем управления ПЧ, обеспечивающих необходимые защиты и диагностику аварийных и рабочих режимов электропривода;

- разработка математических моделей для исследования электромагнитных и электромеханических процессов, происходящих в системе ПЧ-АД в установившихся и переходных режимах работы;

- экспериментальное исследование систем ПЧ-АД электроинструмента в лабораторных условиях;

- разработка, изготовление и опытно-промышленное внедрение серий ПЧ на предприятиях лесной, деревообрабатывающей и строительной промышленности.

- 10В диссертационной работе, автор которой принимал непосредственное участие в разработке, испытаниях и внедрении систем группового частотного электропривода промышленных средств малой механизации, рассмотрены и решены следующие задачи:

- проведен анализ систем электропривода промышленных СММ с выявлением наиболее рациональных решений построения таких систем. Дано технико-экономическое обоснование целесообразности применения системы ПЧ-АД, разработаны технические требования к преобразователям частоты и системам ПЧ-АД;

- на основании анализа типов ПЧ дано обоснованное заключение и выработаны рекомендации по применению различных типов инверторов напряжения для систем ПЧ-АД СММ;

- разработана методика оптимизации параметров узлов коммутации специализированных тиристорных ПЧ. Предложен метод учета влияния отклонений параметров коммутирующих цепей на выходные характеристики ПЧ. Разработана инженерная методика расчета параметров основных элементов тиристорных инверторов на начальной стадии разработки. Создана математическая модель электромагнитных процессов узлов коммутации;

- разработана математическая модель системы ПЧ-АД, необходимая для анализа электромагнитных и электромеханических процессов в установившихся и переходных режимах. Реализованная модель позволяет оценить действующие, средние и мгновенные значения токов и напряжений на разных участках схемы инвертора, проводить анализ гармонического состава, определять величину электромагнитного момента и оценить степень использования двигателя. Доказана адекватность модели реальному объекту;

- предложены основные принципы построения специализированных статических ПЧ группового электропривода с позицией схемотехнического решения и конструктивного построения. Приведены результаты опытно-промышленного внедрения, даны схемы специализированных и многофункциональных ПЧ электропривода СММ.

Обоснованы принципы построения систем управления специализированными статическими ПЧ.

В основе разработанных ПЧ лежат бестрансформаторные схемы питания инвертора от однофазной или трехфазной сети переменного тока с нулевым рабочим проводом. В таком варианте обеспечивается выходное напряжение инвертора 220 В, то есть отпадает необходимость в согласующих трансформаторах, что позволяет снизить стоимость и массогабаритные показатели ПЧ.

Преобразователи обеспечивают получение ряда стандартных выходных частот 50, 100, 200, 300, 400 Гц при выходном напряжении 220 В, выбор частоты производится с помощью переключателя на панели управления. При выходной частоте 50 Гц преобразователь работает как размножитель фаз при питании от однофазной сети переменного тока.

Для ручных электрических машин, использующих высокочастотные АД с безопасным напряжением (до 42 В), ПЧ снабжаются дополнительным согласующим трансформатором. Установка трансформатора на стороне высокой частоты обеспечивает снижение его габаритов и стоимости.

Разработанные системы электропривода ручного электроинструмента прошли всесторонние испытания в течение 5. 12 лет в условиях промышленной эксплуатации в отраслях лесной деревообрабатывающей, строительной промышленности и сельского хозяйства.

В разделе приложений диссертационной работы представлены акты внедрения и отзывы предприятий, подтверждающие высокие технические показатели, надежность работы и удобство эксплуатации как преобразователей частоты, так и системы ПЧ-АД в целом.

ВА I. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ

ЭЛЕКТРОПРИВОДА СРЕДСТВ МАЛОЙ МЕХАНИЗАЦИИ И ВЫБОР

РАЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

Основные результаты диссертационной работы могут быть сформулированы ледующим образом:

1. Разработана регулярная инженерная процедура получения комплексной оценки ехнических систем, на основании которой проведен анализ применения различных истем ЭП в СММ, обоснован выбор типов инверторов.

2.Предложена методика многокритериальной статической оптимизации [араметров коммутирующих элементов в АИН с последовательным и параллельным LC • контуром, методика учета влияния отклонений параметров коммутирующих цепей на ыходные характеристики ПЧ.

3. Предложена методика расчета электромагнитных процессов узлов коммутации иристорных ПЧ, использующая математические модели, опирающиеся на неизменность опологической структуры исследуемых схем. В основу концепции построения моделей оммутирующих узлов положено допущение о постоянстве тока нагрузки при оммутации с представлением некоммутируемой части инвертора источниками тока. На !азе концепции постоянства топологической структуры инвертора и согласованной ттематической модели АД разработана математическая модель системы ПЧ-АД, 1еализованная с использованием программы математических расчетов Mathcad. {оказана адекватность модели реальному объекту на основе элементов теории [ланирования эксперимента.

4. Предложены основные принципы построения специализированных статических 14 группового электропривода с позиций схемотехнического решения и онструктивного построения на основании опыта проектирования, наладки и ксплуатации ПЧ СММ разработана инженерная методика расчета параметров основных лементов тиристорных АИН, позволяющая на начальной стадии разработки достаточно росто произвести качественную оценку параметров инверторов ПЧ. Приведены •езультаты опытно - промышленного внедрения.

5. Обоснованы принципы построения систем управления специализированными татическими ПЧ. Показано, что для тиристорных ПЧ предпочтительны системы правления, реализованные на жесткой логике, а для транзисторных ПЧ - на шкросхемах высокой степени интеграции и микропроцессорных системах управления.

- 149-ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Автоматизированное управление технологическими процессами / Под ред. З.Б. Яковлева и др. - Л.: ЛГУ, 1988.

2. Аракелян А.К., Афанасьев А.А. Вентильные электрические машины и регу-шруемый электропривод. М.: Энергоатомиздат, 1997. - 509 с.

3. Бедфорд Б., Хофт Р. Теория автономных инверторов / Пер. с англ. под ред. Антика И. В. М.: Энергия, 1969. - 179 с.

4. Бергер А.Я. Выбор главных размеров электрических машин. Л.: Энергия, .972.- 88 с.

5. Бернштейн А.Я., Гусяцкий Ю.М., Кудрявцев А.В. и др. Тиристорные преоб-)азователи частоты в электроприводе. М.: Энергия, 1980. - 328 с.

6. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, .973.-752 с.

7. Блюмберг В.А., Глушенко В.Ф. Какое решение лучше (метод расстановки фиоритетов). Л.: Лениздат, 1982. - 160 с.

8. Бойко В.Т. и др. Механизированный инструмент, отделочные машины и шбраторы. -М.: Машиностроение, 1993. 19 с.

9. Бойко Е.П., ,Гаинцев Ю.Г., Ковалев Ю.М. и др. Асинхронные двигатели об-цего назначения. М. Энергия, 1980. - 488 е.: ил.

10. Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными двигателями. М.: -1аука, 1966.-300 с.

11. Бычкова Е.В., Прудинкова Ю.И. Обзор современных зарубежных преобра-ювателей частоты и опыт их применения// Электротехника. 1995. - № 7. - с. 36-38.

12. Ващенко А.П., Онищенко Г.Б. Частотно- регулируемый электропривод. Зер. «Электропривод и автоматизация промышленных установок». (Итоги науки и ехники). М.: ВИНИТИ. - 1988. - Вып.6. - 96 с.

13. Веников В.А., Веников Г.В. Теория подобия и моделирования. М.: Высш. II кол а, 1984.-439 с.

14. Волкова В.Н., Денисов А.А. Системный анализ и его применение в АСУ. -Т.; ЛПИ, 1983.- 83 с.

15. Волкова В.Н., Домченко Ю.Н., Дуболазов В.А., Козловская Э.А. Применение системного анализа при проектирование АСУ. Учебное пособие. Л.: Изд. ШИ, 1986.- 88 с.

16. Глазенко Т.А. Тиристорные широтно-импульсные преобразователи для шстем электропривода постоянного тока. Л.: ЛДНТП, 1968. - 39 с.

17. Глазенко Т.А., Иришков В.И. Тиристорный преобразователи с дросселями насыщения для систем электропривода (расчет и проектирование). Л.: Энергия, 1978,- 136 с.

18. Глазенко Т.А., Иришков В.И. Тиристорные широтно-импульсные треобразователи с дросселями насыщения для систем электропривода постоянного ока. Л.: ЛДНТП, 1972. - 36 с.

19. Глазенко Т.А., Хрисанов В.И. Полупроводниковые системы асинхронно-о электропривода малой мощности. Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 176 с.

20. Глущенко В.В., Глущенко И.И. Разработка управленческого решения. -Л.: ТОО НЦП «Крылья», 1997. 327 с.

21. Головенкин А.Н., Охапкин С.И. Разработка и исследование высокочас-отного асинхронного электропривода.// Научн.-техн. конф. «Системы электропри-юдов гибких производственных модулей»: Тез. докл. Киров, 1989. - с.60-61.

22. Головенкин А.Н., Охапкин С.И., Пономарев Ю.Г. Асинхронный электро-ривод с микропроцессорным управлением.// Региональная научн.-техн. конф. Управляемые электромех. системы»: Тез. докл. Киров, 1990. - с.43-44.

23. Дижур Д.П. Метод моделирования на ЦВМ вентильных преобразова-ельных схем. Изв. НИИПТ, - 1970 - №16 - с. 46-53.

24. Домбровский В.В., Зайчик В.М. Асинхронные машины. Теория, расчет, лементы проектирования. Л.: Энергоиздат,1990. - 365 е.: ил.

25. Евланов Л.Г. Теория и практика принятия решений. М.: Экономика, 984.- 175с.

26. Евланов Л.Г., Кутузов В.А. Экспертные оценки в управлении. М.: Эко-омика,1978. - 133 с.

27. Иванов В.А. и др. Математические основы теории автоматического егулирования. -М.: Высшая школа, 1971. 808 е.: ил.

28. Ивоботенко Б.А., Ильинский Н.Ф., Копылов И.П. Планирование эксперимента в электромеханике. М.: Энергия, 1975. - 184 с.

29. Ключев В.И. ограничение динамических нагрузок электропривода. М.: Энергия, 1971.-320 с.

30. Колчев Е.В., Метельский В.П., Стульников В.И. Моделирование тиристор-1ых электроприводов. К.: Технйса, 1980. - 85 с.

31. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. -vl.: Высшая школа, 1987. -248 е.: ил.

32. Корякин С.А., Охапкин С.И., Пономарев Ю.Г. Система управления преоб-шователем частоты на базе отечественного контроллера.// Проблемы обработки информации: Вестник ВНЦ ВВО АТН РФ. Вып. 2/01.- с. 111-113.

33. Крюков В. А. Экономическое обоснование конструкторских решений при фоектировании средств автоматизации и электронных устройств. Горький:1. ТУ,1985. 53 с.

34. Кудрявцев А. В., Богаченко Д. Д. и др. Преобразователь частоты для регу-шруемого электропривода широкого применения//Электротехника. 1994. - № 7. - с. .8-20.

35. Макаров И.В., Сидельников Б.В. Моделирование режимов работы вентиль-1ых двигателей. // Электричество. 1979. - №8. - с. 58- 60.

36. Малышев Е.Н., Охапкин С.И. Принципы построения схем автономных ин-*ерторов для работы в технологическом оборудовани.// Управление и обработка информации, вып. 3: Сб. науч. тр./ВятГТУ-Киров, 1998. с.128-131.

37. Малышев Е.Н., Охапкин С.И., Присмотрова Е.Н. Математическая модель •лектромагнитных цепей системы преобразователь частоты асинхронный электродвигатель.// Проблемы обработки информации: Вестник ВНЦ ВВО АТН РФ. Вып. /98-Киров, 1999-е. 141-146.

38. Овечкина О.В., Охапкин С.И., Присмотров Н.И. Моделирование системы феобразователь частоты асинхронный электродвигатель.//Региональная науч.-техн.сонф. «Наука производство - технология - экология»:Тез. докл.- ВятГТУ- Киров, 1999.—с. 127-128.

39. Охапкин С.И. Выбор оптимальных параметров коммутирующих элементов гиристорных преобразователей частоты.// Региональная науч.-техн. конф. «Наука -1роизводство технология - экология»:Тез. докл.- ВятГТУ- Киров, 2000.-е. 115-116.

40. Охапкин С.И. Математическое описание системы ПЧ-АД для ее иследова-шя методом моделирования.// Региональная науч.-техн. конф. «Наука производство - технология - экология»:Тез. докл.- ВятГТУ- Киров, 2001.-е. 161.

41. Охапкин С.И. Особенности расчета коммутационных процессов в статических преобразователях частоты.// Региональная науч.-техн. конф. «Наука производство - технология - экология»:Тез. докл.- ВятГТУ- Киров, 2001 -с. 153.

42. Охапкин С.И. Расчет параметров вентилей тиристорных преобразователей тстоты.// Региональная науч.-техн. конф. «Наука производство - технология - эко-югия»:Тез. докл.- ВятГТУ- Киров, 2000 - с. 111-112.

43. Охапкин С.И., Пировских А.В., Присмотрова Е.Н., Присмотров Н. И. Мик-юпроцессорная система управления электропривода ПЧ-АД.// Региональная науч.-:ехн. конф. «Наука производство - технология - экология»:Тез. докл.- ВятГТУ-Сиров, 1999.-е. 234-236.

44. Охапкин С.И., Пировских Е.В. Регулирование электромагнитного момента в системах преобразователь частоты асинхронный двигатель.// Управление и обра-5отка информации, вып. 4: Сб. науч. тр./ ВятГТУ - Киров, 2000. - с.158-164.

45. Охапкин С.И., Пировских Е.В., Пономарев Ю.Г. Микропроцессорное травление преобразователями частоты.// Управление и обработка информации, вып. к Сб. науч. тр./ ВятГТУ Киров, 2000. - с. 138-143.

46. Охапкин С.И., Пировских Е.Н., Присмотров Н.И. Энергетическая эффективность и качество энергопотребления системы ПЧ-АД с высокоскоростными АД // /правление и обработка информации, вып. 4: Сб. науч. тр./ ВятГТУ Киров, 2000.147.158.

47. Охапкин С.И., Присмотрова Е.Н., Присмотров Н. И. Статические преобра-юватели для асинхронного электропривода повышенной частоты.// Деп. в ВИНИТИ 15.03.00 №663-В00.

48. Охапкин С.И., Присмотрова Е.Н., Протасов А.П. Однофазно- трехфазный треобразователь частоты.// Вестник Верхне-Волжского отд. Академии технолог. Наук 3Ф. Вып. 1(6) 2000 Нижний Новгород, 2000.- с. 99-107.

49. Охапкин С.И., Присмотров Н.И., Фокин С.М. Расчет инвертора с парал-1ельно-токовой коммутацией.// Управление и обработка информации , вып. 3: Сб. на-'ч. тр./ ВятГТУ Киров, 1998. - с.142-145.

50. Поздеев А.Д. Электромагнитные и электромеханические процессы в час-ютно- регулируемых асинхронных электроприводах. Чебоксары: Изд. Чуваш, ун.-а, 1998,- 172 с.

51. Присмотров Н.И., Присмотрова Е.Н., Протасов А.П. Экспериментальное шределение параметров трехфазных асинхронных двигателей для моделирования шектромагнитных процессов. В кн. Управление и обработка информации. Вып. 3. -Сиров, ВятГТУ, 1998.-е. 135-141.

52. Пухов Е.Г. Комплексное исчисление и его применение. К.: Изд. АН /ССР, 1960

53. Ривкин Г.А. Преобразовательные устройства. М.: Энергия, 1970. - 544 е.:ш.

54. Рипс Я.А., Савельев Б.А. Анализ и расчет надежности систем управления шектроприводами. М.: Энергия, 1974. - 248 с.

55. Руденко B.C., Жуйков В.Я., Коротеев И.Е. Расчет устройств преобразовательной техники. К.: Техшка, 1980. - 135 с.

56. Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. Преобразовательная техника. -Сиев: Вища школа, 1978. 430 с.

57. Сандлер А.С., Сарбатов Р.С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974. - 328 с.

58. Такеути Т. Теория и применение вентильных цепей для регулирования дви-ателей. Л.: Энергия, 1973.

59. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе / Под ред. Сарба-ова Р.С. М.: Энергия, 1980. - 328 с.

60. Уайт Д., Вудсон Г. Электромеханическое преобразование энергии. М.-Л.: Энергия, 1964. - 527 с.

61. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного шектропривода. М.: Энергия, 1979. - 616 с.

62. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. М.: 1972. - 382 с.

63. Шуйский В.П. Расчет электрических машин. Л.: Энергия, 1968. - 732 с.

64. Шуляк П. Н. Финансы предприятия. М.: Издательский Дом «Дашков и С0», 2000. - 752 с.

65. Эпштейн Н. Н. Автоматизированный электропривод переменного тока. -Энергия, 1982.- 192 с.

66. Veinott С. G. Theory and design of small induction motors. -N.-Y.: McGraf-lill, 1959.

67. Данные экспертов. Таблица П1.1.

68. Шифр жсперта Занимаемая должность Образование Ученая степень Количество научных работ Стаж работы по специальности

69. Э1 Главный энергетик высшее - 20 лет

70. Э2 Доцент высшее к.т.н. 103 30 лет

71. ЭЗ Доцент высшее к.т.н. 101 35 лет

72. Э4 Ведущий инженер высшее 8 14 лет

73. Э5 Ведущий инженер высшее 3 18 лет

74. Модель коммутирующего узла с пофазной двухступенчатой соммутацией.1. S :=1. R 0.2 L 1 ■ 10~3 S 2701. К<- 10" 21. G 10~* q^- 0.1t <r- 2000 12 1 13 <-5

75. С «- 1 • 10~б h <- 2 • 10" 7 NU 0 Eli0<- NU Ea,o<- NU E3|0 NU E4i0 <- NU Е^ q NU Еб,0^- NU E7i0<- NU Esi0^- NU E; o -250-10,0 '1. NU

76. S E? k • К - Ei i, ■ Ei3ih - Ej|h ■ EUh) G

77. E3,k ' ElS,k E8,k ' R k?,k ~ El,k ' E13,k)

78. FlO h- (Eioik) Fu«-h- (Ellik) Fla h (E13tk) fy.k+l E7,k + FlO1. Ев,k+l Es.k + F111. Efl.k+l ^Э.Ь +

79. Гехнические данные двигателя ЭПЧ-3.0-1 Таблица П3.1

80. Параметр Обозначение Значение Ед. измерения1. Мощность Рт 3000 Вт1. Скорость пс 12000 об/мин1. Напряжение сети ис 220 В1. Настота сети f 400 Гц4омент инерции ротора Jd 0.000588 кг • м21. Иисло пар полюсов Рп 2

81. Индуктивное сопротивление рассея-шя фазы статора х, 1.02

82. Индуктивное сопротивление рассея-шя фазы ротора Х2 1.24

83. Сопротивление взаимоиндукции меж-\у обмотками статора и ротора Хт 14.93

84. Чктивное сопротивление фазы ста-ора R, 0.23

85. Активное сопротивление фазы рото-)а R2 0.15

86. Индуктивность АД, связанная с главным полем L,2 5.9 мГн

87. Индуктивность обмотки статора Lj 6.31 мГн

88. Индуктивность обмотки ротора L2 6.39 мГн

89. Двухфазная модель АД ( ЭПЧ-3.0-1 )р := 2 Мп := 2.387 con := 1.257103 L1:=6.3M03 g := 0.137 kl := 0.935 al 1 := 266.69

90. J := 0.000588 coO := 2.513101.:= 6.3910 3 L12:= 6.3910 3 k2:=0.923 a21:= 171.751

91. Задание в модель внешних воздействий синусоидальное напряжение:сое := coO Um:= д/2-220 Um= 311.127 сок := 0 Mc(t) := Мп

92. Ua(t) := Um cos(coc t) Ub(t) := Um-cos^coc-t -Переход от трехфазных величин к двухфазным

93. Uc(t) := Urn-cos| coc-t + —п 3 у

94. Ula(t) := — Ua(t)-cos(cok-t) + Ub(t)-cos cok-t -n } + Uc(t)-cos cok-t + -n3 V К 3 J V 3

95. UiP(t) :=---Ua(t)-sin(cok-t) + Ub(t)-sin cok-t -n + Uc(t)-sin3 ^ V 3cok-t + —n 3

96. Описание модели через потокосцепления системой диф.уравнений. ■1ачальные условия: Система диф. уравнений: 0(1,х)-дифференциал от х по времени t.х:=f o^ о о о V о1. D(t,x) :=

97. Ula(t) al 1-хо + cok-xj + k2-al l-x2 UiP(t) - al 1-Х. - cok-xo + k2-al l-x3 -a21-x2 + (cok - p-X4)• X3 + kl-a21-xo -а21-хз - (cok - p-X4)-X2 + kl-a21-X]2 g-Ll

98. Mn) if X4 > 0 (-Mn) if < 0J

99. Переменные системы: x0 yloc x1 - ^"Ip x2 - 4^2 a x3 - ^2p x4 - co

100. Решение системы уравнений: искомая величина,нач.время (с.),кон.время (е.), количество шагов, название системы уравнений.

101. Z := rkfixed^x, 0,0.5,2000, D) п := 0. 2000t:=Z<°>соaugment (z <0> ,Z <5> )1. Скорость:1. Электромагнитный момент:

102. А := —.p.2.((z <» -z <3> ) (z <'> -Z <4> Й:= augment(z <°> ,a) g-Ll 2

103. Для получения переходных процессов строится график Мп,1 и Wn,1 0TZn,0; для получения динамических механических характеристик график Wn,1 от Мп,1.

104. Программа модели системы ПЧ-АД.

105. Rittin 0.1 Rmax 10000 Rn 0.1 R13 0.1 f ^ 2513 501. С 110"31. Cc 2-10"6 p 4- 2 g 0.1371.- 5010-<51. 6.3110"31. 6.39-10-312 5.9Ю"3 all 266.63 a21 <- 171.751 kl 0.935 k2 <H 0.923 Mc 0 J 0.000588 Ud 257.4h 4- 2.510" 51. NU 10" 50 Eli0 NU NU

106. E3 0 NU E4i0 NU Ej о NU Ee,0<- NU E^o NU NU

107. E,i0 4- NU Ею,о<- NU E„i0<-NU EUlo<- NU E13i04-NU E„i0<- NU Eu,o<- NU ^16,0 NU1. E17io<- NU1. El8,0<- NU

108. R1 if(Ejiki ^ 0,Rmax,Rl) R2 iffEe^.! < 0,Rmax,R2) R3 if(E71<1 < 0,Rmax,R3) R4 if(Eg j,i < 0,Rmax,R4) R5 if(E9ih1 < 0,Rmax,R5) R6 <r- if(Eio,k-i ^ 0,Rmax,R6) L2 Ej k — Ь12"Ез kla1.-L2 LI2

109. U-E1|k-L12-E3|k ^-(L2-Eaik L^E^)1.1. LI 2'2.(L1-L2 L12'1. <r-

110. Elk L12-E3ik ^-(L2-Eaik - L12-E4ib)24L1L2 L122AL1-L2 LI2A1. RIO 0 0 r 0 0 -1 -1 0 \ 00 0 1 R3 R3 R12 r 0 0 , R6 R6 1 + — + — R9 r 0 0 0 0

111. Ь1£>,к ^20,к Eai.k <г-Еаа,к Езз.кr1. E7,k-R3- Ea7,kr1. Ee,k'R4- Егз.кг1. E9.K-R5- E29,kr1. ElO.k'^ ' ~ Ej0 v

112. Fl h (R4 Ее^ 0.5R6E10ik - О.ЗЮЕ^ - all-Elilt + 0 + к2-al 1-Е3гЬ)1. F2 <н h•(R6 E1M R2-Eeib) - all-Eaik - 0 + И-аИ-Е^д,

113. F3 h(-a21-E3V. р-Ец^-Е^ + kl a21Elik) F4 <r- h (-a21-E4 j, + р-Ец^-Е^ + kl ■ a21-E^

114. P'^j^Ea.k'Ej.k Ei,k'E4,k) ~

115. FJ <-h-F6 h-F7*-b FS h-F9 h-F10 <e- h-Fll h-F12 h-F13 <- h

116. Mc) if Ец,к > 0 (-Me) ifEUik<0

117. Ud Rn E18 i. - E24 J, - R13 E171,1. Ei,k+l El,k + Fl1. E^.k+i + F21. Ез,к+1 E3ik + F31. E4,k+i<-E4,k + F41. Ец,к+1 Ец,к + F-51. E24 ,k+i Ea4.it + E6ea5,k+i ejj j, + f7

118. E^.k+l Езб.Ь + FS k+1 E27,l< +1. E^S.k+l E2S.li +

119. E^.k+l ^29,k + F11 EjO.k+l Ejo.k + F12 R7 if(ESii( > 0,Rmax,Rirun) R8 if(E9iV( > O.Rmax.Rirdn) R9 if(E10 j, > 0,Rmax,Rmin) RIO if(EJ ls > 0,Rmax,Rmin) Rll if(Et5il( > 0,Rmax,Ritim) R12 if(E7(k > O.Rmax.Rmin) Ец.к <r- la1. Еи.к «-Ic

120. Еи.к p——■(Е2.к'Ез,1( - Ej^ E, !,) 2 g-Ll

121. Eji.k R4-Egik 0.3-R6-Ejoib - OJ ra-Et;^ E32,k - R2 Ee l()