автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Теория, исследование и разработка асинхронного электропривода со специальными режимами работы

]

всвтзкгй ордена лшна и ордена окешрший риво/щм

йшшш

МАСАНДИЛОВ Лев Борисович

ТЕОРИЯ, ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА СО СПЕЦИАЛЬНЫМИ РЕНИЫАМИ РАБОШ

Специальность 05.09.03 - "Электротехнические комплексы и

системы, включая их управление и регулирование"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

На правах рукописи

Москва 1992

Работа выполнена на кафедре Автоматизированного йяак'фо--привода Московского ордена Лени««. и ордера Ску«<5ръсъой революции энергетического института.

Официальные оппоненты: доктор технических на^'а, ' профессор ОНИЦЁЩО Г.Б.; доктор технических наук, профессор ШШЕЯН Ю.Г.; . доктор технических наук, профессор ТАРАСОВ В.Н.

Ведущее предприятие: ВИНТИ НПО "ДИНАМО"

Защита состоится 1992 г. в аудитории

А^-,0 -('{ в час мин на заседании специали-

зированного Совета Д 053.16.04 при Московском ордена ордена Октябрьской Революции энергетическом институте.

Отзывы в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу: 105835, Ыосква, ГСП, Е~250, Краснокааерксшшя ул., д.14, Ученый Совет ДОИ.

С диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке МЭИ.

Автореферат разослан А<С£ЬгЯ/ 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета Д 053.16.04

к.т.н,, доцент ' ^ Э.А.КИРЕЕВА

'ттттш:

«С Г£ .4

овцая пРАктжшА работы

Важной тенденцией э современном олект™ ропркэода яЕЛяесоя повышение практического и теоретического интереса к регулируемым асинхронным электроприводам. Это обусловлено тяхкико-экогюмическмми причинами: массовостью применения асинхронных двигателей (АД) во всех отраслях народного хозяйства,,уел ояяегкем требований к электроприводам производственных ызхитезмэв, повышением качественных показателей и возможностей силовых и управляющих полупроводниковых устройств и т.д.

Основными типами регулируемых асинхронных электроприводов относительно небольшой мощности являются электроприводы с полу» проводниковыми преобразователями частоты и преобразователями переменного напряжения. Такие электропривода имеют широкую область применения, поэтому их всестороннее исследование, совершенствование и внедрение в народное хозяйство является актуальной задачей. Наибольшее внимание уделяется асинхронному электроприводу с частотным управлением, что полностью соответствует его важности для народного хозяйства. Наряду с этим представляется, что имеющиеся публикации, посвященные асинхронному электроприводу, с преобразователями напряжения, недостаточно полно отражают свойства и возможности этого электропривода. Особенно это откосится к таким специальным режимам асинхронного электропривода, как шаговый реким и режим квазичастотного управления, которые характеризуются важными положительными качествами, привлекательными для ряда массовых механизмов. В последнее время интерес к этим режимам возрастает, что видно из анализа периодической и патентной технической литературы.

Для многих механизмов широко применяется асинхронный электропривод с тиристорным преобразователем переменного напряжения (ТПН), который содержит три пары встречно-параллельно соединенных тиристоров. Эта система электропривода (Т1Ш-АД) характеризуется невысокой стоимостью, простотой и надежностью и позволяет плавно регулировать скорость двигателя. Проведенный комплекс научно-исследовательских работ позволяет сделать вывод о том, что технические возможности системы ТОН-ДЦ можно значительно расаирить за счет использования специальных режимов работы ДД: квазичастотного и шагового.

В квазичастотном режиме АД имеет жесткие механические характеристики с плавным переходом из двигательного режима в тор-

чозной, при зтои обеспечиЕаэтся плавное скорое;«

и коыента в пироких пределах. В е&горйй ршя»» осгда»в4'И№«зся позиционирование ротора АД.

Рею»; квазлчастотного управления ДД недостаточно освещай в технической литературе. Это относится к схьаеы у;.рааденчя гг." кого режима, его статический и динамически« характзристахгм, возможностям регулирования скорости.

Шаговый релим АД реализуется при исполъьоваииа ставдгртаг двигателей. Свойства и возможности его также недссгатсчяо освещены в технической литературе.

Важно отметить, что теоретический анализ этих решысБ затруднителен из-за сложного математического описаетл электропривода, точные расчеты которого как при переходных процзсссзс, так и в установившихся состояниях иэгут бить осуцестдленгг с использованием полного математического описания всех олемб.чтов электропривода.

Проведенный анализ состояния современного аскшсронного электропривода показывает, что для расаирекия функциональных возможностей и показателей регулирования координат массоЕНХ асинхронных электроприводов сЗщепрмлшение-1 о назначения язля-атся актуальным проведение систематического исследования квези-частотного и шагового резита АД для достаточно полного выявления их особенностей, достоинств и недостатков и определение по результатам исследований рациональных областей приказания. Из-за сложного характера электромагнитных процессов АД является актуальным создание основ теории асинхронного электропривода в рассматриваемых специальных режимах, разработка принципов, алгоритмов их осуществления и схем управления.

Таким образом, комплексное решение вопросов по созданию теории, исследованию и разработке асинхронного электропривода со специальными режимами работы является актуальной научно-технической проблемой, имеющей вадаое народнохозяйственное значен.«®..

Работа выполнялась в соответствии с планами научно-исследовательских работ кафедры Автоматизированного зла&тропривэда. Московского энергетического института.

Целью работы является построение основ теории и опредслачла рациональных областей применения специальных реаммоя работы асинхронного электропривода - квазнчастоткого н сагового, включая совершенствование принципов, преобразований уравнений ¿.л.-,.;-

дойной с использов^их* •грждсю" стстсн .....>л\

о.аособос, плгорнгно?: сстт::'^:::'.:'::'.;, .^г^ги

;■. Э'сспгу;;:/.;;:^—' иых исслодопа:-:::;: рс": 'ксгц.л.;

х грактерг.зуэтся наличием взаимно падт:'.::;-:,;:: 1ЦС схатооа и ;;аторз двигателя и обеспсчива:;? регулировании п<я:пнкчог::пх коордпв-'.т с расширеншл.'л фунхцаенальндал на Саги прост.':

схем прет^зчественно с •шристорнолл преоЗразоБати.-г.т.и и-лг...г.::шия.

Для дсстая-эная указанной цела в работе постиг-л-.-нч к р---"Х'Кы следующие задачи.

1. Обобщение и обоснован:;.? тоор:::: поеобразоь'пкя урдвнсяйП асинхронной нашпш для выбора магематлпгсгого оплсакял асягес-ронного электропривода при наличии геигяяыаэс атегантоа, а текло несикмвтрин в цепях статора ила ротора либо одноврс^.тно а цепях статора и ротора двигателя.

2. Создание теории и методов расчета асинхронного электропривода с регулированием механических координат в специальных режимах работы - квазичастотном и шаговом.

3. Разработка принципов, схем осуществления к ссногнпх показателей регулирования координат асинхронного слечтрспоизода с кзазичастотнкм управлением и внбор рациональных параметров управления для использования в 'общепромышленных механизмах.

4. Анализ статических и динамических свойств дискретных электроприводов, выполненных на основе серийных асинхронных двигателей с фазным или короткозамкнутш ротором, разработка алгоритмов их управления при использовании простых вентильных структур, поэволявцих сочетать ре;хим дискретного движения с квазичастотным и фазовым режимами.

5. Выявление особенностей электромеханических характеристик линейных асинхронных двигателей, разработка методик их расчетов, а также рекомендаций по выбору регулируемых электроприводов с линейными асинхронными дзигателями.

6. Разработка способов и средств измерения механических величин для разноплановых экспериментальных исследований асинхронных электроприводов вращавгдегося и линейного типов.

Методика проведения исследований. Теоретические исследования проведаны с использованием положений теории электропривода, теордч электромагнитных переходных процессов з электрических иашиГеис, математической теории преобразования уравнений асинхронных иашк( методов операционного исчисления и математк--

ческого моделирования ка ЭВМ. оксперженталькиз исследования выполнены в лабораторных условиях, а такко нз действующих промышленных установках. Достоверность теоретических выводов подтверждена результатами экспериментальных исследований.

На зшлиту выносятся:

- принципы математической теории преобразований уравнений асинхронной масины с использованием двухосной и трехосной систем координат, согласно которым выбор формы записи преобразованных уравнений упрощает расчеты и теоретический анализ и осуществляется в зависимости как от схемы включения машины, так и от наличия в цепях ее обмоток симметричных или несимметричных элементов электропривода, в тем.числе и вентильных структур;

- новые системы базисных величин и относительных единиц, позволяющие минимизировать число обобщенных параметров в уравнениях асинхронной кашны;

- теория и методы расчетов асинхронного электропривода, отличак>-цегося наличием взаимно подвимних ЗДС статора и ротора двигателя и характеризующегося при простых схемах реализации расширенными функциональными возможностями по регулированию координат за счет использования специальных режимов работы: квазичастотного, в котором осуществляется регулирование скорости при подведении к двигателю нескольких составляющих напряжения различных частот, и шагового, в котором производится дискретное регулирование угла при наличии синхронизирующего момента или без него в случае соединения обмоток ротора соответственно по несимметричным или симметричным схемам;

- принципы и алгоритмы осуществления, рациональный выбор параметров управления и основные показатели регулирования координат асинхронного электропривода с квазичастсткьы управлением, обеспечивающие плавное регулирование скорости и момента в двигательном и тормозном режимах;

- принципы осуществления, статические и динамические характеристики, а также алгоритмы управления шаговым режимом серийных асинхронных двигателей с фазньш или короткозамкнутым роторок» позволяющие в рамках одних и тех же вентильных структур рационально сочетать этот режим с квазичастотным и фазовым управлением;

- особенности динамических характеристик и рекомендации по выбору систем наиболее простых и недорогих регулируемы^ электроприводов с кизхссхсрой'лшми люнейшам асинхроинши двигаге»

зжт;

- СЕОйотьа, принципы построения и выбор параметров инерционных и ьлектрокашнмых углошх анселгрсметров, а такие средств для сцен;® их динамических погрешностей, обеспечивающих измерение динамических моментов асинхронных двигателей при переходных процессах к в специальных режимах работы;

- комплекс вопросов по разработке крановых электроприводов, обеспечивающих повышение производительности при использований простых вентильных структур, а также путем осуществления автоматического успокоения колебаний грузов.

Научная новизна работы.

1. Показано, что с помощью предложенной трехосной системы координат целесообразно создавать математические модели асинхронного электропривода при включении вентильных структур в ста-торные или роторные цепи двигателя. Установлено, что разработанные математические модели удобны для исследования и расчетов асинхронных электроприводов с несимметрией в цепях статора или ротора либо одновременно в цепях статора и ротора, в том числе электроприводов, выполненных по системе ТПН-АД с фазовым и квазичастотным управлением.

2. Выявлено, что при использовании предложенных систем базисных величин и относительных единиц число обобщенных параметров, входящих в уравнения асинхронной машины, минимально.

3. Установлено, что при питании обмоток статора и ротора асинхронного двигателя по симметричным или несимметричным схемам от различных источников напряжения или тока момент двигателя помимо средней составляющей содержит и ряд колебательных составляющих, частоты изменения которых определяются по найденным формулам.

4. Выявлены основные показатели регулирования координат асинхронного электропривода с квазичастотным управлением.

5. Определены статические характеристики и динамические свойства дискретных асинхронных электроприводов, выполненных на базе система ЗПН-АД с серийными двигателями, снабженными фазными или короткозамкнугыми роторами.

6. Установлено, что электромеханические свойства электроприводов с низкоскоростными линейными асинхронными двигателями существенным образом определяются повышенным воздушным зазором между индуктором и вторичным элементом, из-за которого быстрее затухают электромагнитные переходные процессы в двигателе и

:г..":тс r;;-з;;;ротозеи;/'„?ь л

■..'..'.¡у то/ систсм;, р..гулиг.ова-¿/...в.тснс., что дл.-i регугирова« и;-'; чул перспективно испольосга.-.не oicre:.;:.: ïnH-jjUl с

reo j?,.:-.: !i кмс-^астстатм

У. Установлен:.: дина:.;-г:ос*\.:с свойства различи,;:: измеркто-лси ;г.1г:-?.:.;ч'-ск;1х моментов - акселерометров инерционного типа и слс:'.'.•>.«¡шы:: измерителей углосых ускорен;;;:.

■ ¡¡.-.чно'гть сторон состоит в раореСоткс:

- pe-t'v:.:!". по составлении рационального матеммлчсского опи-сх-:>:я исидарсннсго злоктрзпркпода при еклйчсш:и г.онтильных сдсконтоь з цзпи статорикх или роторных обмоток;

- i.:u?v:KaT,s400Kî3c моделей, удобных длк исследования к алгориши-оац;:ч расчетов электроприводе!), вшолно:игик i/o сисгеме Tiîi-j—АД с ¿азовем или квазичастотньа: управлением;

- орягхналымс систем базисных величин, обеспечивающих удобную для анализа и расчетов ôop:.îy записи дк-*фореиц»:-. л ьных уравнений асинхронной мерины с мннима-тькпм числом независимых обоб-::,-;Н;-:ы.: пароу.йтроа ;

- методик расчета переменных и выбора парелотроп управления для асинхронного электропривода ь квазичасготном рс/Ж.ю;

- методик расчета переменных для асинхронного шагового электропривода;

- рациональных схем управления системы ТПН-ДД при квазичастот-ijo:.: управлении ;

- рациональных схем управления дискретных электроприводов, выполненных на основе системы ТГШ-ДЦ с серийными двигателями;

- методик расчета статических характеристик и переходных процессов линейных асинхронных двигателей, а такие рекомендаций по- выбору способов регулирования скорости этих двигателей;

- способов и средств измерения механических величин для проведения разноплановых экспериментальных исследования асинхронных электроприводов вращающегося и линейного типов.

Реализация результатов работы.

Важной областью практического использования полученных в работе результатов по исследованию и разработке асшссронилс электроприводов являются обцопрометленнае и, в частности, по™"-" икно-транспортные механизмы. ha основе системы ТШ!-АД с кглэич?.!-TOTHUU управлением осуществлены разработки электроприводов

- механизмов передвижении однооалочнь'х мостсвы* крахов (для БНИЛПТМАЕ);

rosp.'jMíacxcs на аглсматичаской линии (для ПС "¡¿эсхвич*); aiiíTspa'roB к поре%-спы2а:оци:.,.и устройства:.:/! (для bliSiS/lZICIPJ-ПпЭД);

- погру,.»яих насосных агрегатов с плавным пуском (для Е!К'ЭЛЕК-'ГРОПЙВОД).

Помимо асинхронных электроприводов с квазичастотным управлением выполнены разработки по различным вопроса:.! кранового электропривода для ПО "ДИНАМО" (электроприводы с тиристоры.;.::! регуляторai.ui напряжения типа РСТ, электроприводы механизма передвижения мостовых контейнерных кранов грузоподьемностьэ <0 тонн), а также для ПО "ДИНАМО" и СКТБ бакенного краностроения (электроприводы с импульсно-ключевыми коммутаторами в цепи ротора асинхронных двигателей).

Разработки в области измерения механических величин наали применение, в частности, при экспериментальных исследованиях различных асинхронных электроприводов, измерении на .Магнитогорском металлургическом комбинате динамических моментов синхронных двигателей большой мощности, создании на заводе "ДИНАМО" установки для быстрого измерения механических характеристик асига:-ронных двигателей, в стендах Г0СКИ1И,- предназначенных для диагностирования трансмиссий тракторов по параметрам динамических процессов, и т.д.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на У1, УП, IX, X я XI Всесоюзных научно-технических конференциях по автоматизированному электроприводу (г.Баку, 1972 г.; г.Таллинн, 1975 г.; г.Алма-Ата, 1933 г.; г.Воронеж, IS87 г.; г.Суздаль, 1991 г.); на международных конференциях (Всемирный электротехнический конгресс, г.Москва, 1977 г.; конференции по силовой электронике, г.Будапешт, 1985 г. и 1990 г.; семинар специалистов многостороннего сотрудничества социалистических стран, г.Прага, 1988 г.; конференция "Автоматизация электрических приводов и технологических процессов", г.Варна, 1930 г.); ряде научно-технических конференций по проблеме электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями (г.Свердловск, 1963-1986 г.г.); научно-технической конференции "Динамические режимы работы электрических мапин переменного тока", (г.Смоленск, 1975 г.); научно-технической конференции "Электрооборудование и автоматизация кранов (г.Одесса, 1981 г.); Всесоюзной нлучкэ-техническом совещании "Электродвигатели переменного

тока подъемно-транспортных механизмов* (г.Оуадаяь, 1988 г.); ряде научно-технических конференций МЭИ и на заседании кафедры Автоматизированного электропривода МЭМ.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы а 106 печатных работах, а том числе в двух монографиях, разделах учебника и справочников, методическом пособии МЭИ, 58 статьях в научно-технических журналах и сборниках и 42 авторских свидетельствах.

Объем работы. Диссертация содержит 295 страниц основного машинописного текста, 75 рисунков, 3 таблицы, список литературы из 172 наименований и состоит из введения, семи глав, заключения и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит общую характеристику работы, постановку цели исследований, формулировку выносимых на защиту научных положений .

В первой главе проведен анализ способов осуществления к ел-зичастотного управления АД, дискретных электроприводов с ДД, а такие регулируемых электроприводов с линейными асинхронными двигателями. Обоснованы и сформулированы задачи для исследований.

Вторая глава посвящена преобразованию и анализу дифференциальных уравнений и переменных асинхронного двигателя.

Обычно дифференциальные уравнения АД записывают в векторной или в действительной форме при использовании двухосной системы координат. Однако в некоторых случаях более предпочтительной является трехосная система координат, формулы преобразований для статорных переменных которой таковы

1Л = Ни + ко«)];

¡х-Ц^Ьт)*4^-"¿сШ-т')]; [ ш ш -1 рл Ссь(%-Ш) ¿всф-ае) - 1,

где у?. - угловая скорость координатной система.

Так как в трехосной сястемо координат сукиа преобрлзс&^гя,^ величин токов, напряжений и т.д. равна :.ула5, то пря зровгдекзга расчетов достаточно исоольэогагь д^фферекцяадыыг урдгкзккя белька для двух арвобрздой^кс'ах взр&йвкшх» *.«. фвхтог

,fps»H»HBft АД кра использования деухосноЗ и трехосной систем ко-згфгаат практически одинакова. Поскольку векторные величины в (•?.йк»Й ыярэ откосятся к преобразованным переменным как для двух-

так и трехоской системы координат, то дифференциальные уравнения АД, записанные в векторной форме, использованы для получения различных уравнений в трехосной си теме координат.

Выбор рациональной формы записи уравнений в значительной trepo заемеит от схемы включения АД. Если схема включения АД не-СЕхметркчка, то его уравнения не могут быть представлены в векторной форме. При несимметрии в роторных или статорных цепях (см. схемы ка рис.1 или рис.2) система уравнений АД имеет наиболее простой вид соответственно в роторной или статорной системах координат.

Основным достоинством трехосной роторной системы координат является совпадение преобразованных переменных ротора с соответствующими реальными фазными переменными. Аналогичным образом реальные и преобразованные переменные статора совпадают друг с другом в трехосной статорной системе координат. В тех случаях, когда в цепи статорных (рис.2,в) или роторных (рис.1,в) обмоток АД включаются Еентильные элементы, состояние которых зависит непосредственно от их токов и напряжений, а также от управляющих сигналов, удобнее применять соответственно статорную или роторную трехосную систему координат, поскольку при этом в уравнения АД входят фазные токи и напряжения реальных элементов схем к слежение за этими токами и напряжениями дает возмонность в процессе расчетов правильно моделировать изменение состояния вентильных структур.

Для получения математического описания несимметричных схем включения АД (например, схемы рис.2,а) следует записать уравнения непосредственно для обмоток АД (эти уравнения симметричны независимо от того, что некоторые обмотки могут быть разомкнуты). Далее записывается уравнения для дополнительных элементов, включенных в цепи обмоток, и с помощью соответствующих формул в них осуществляется переход от реальных фазных переменных к преобразованным. Если уравнения для АД рассмотреть совместно с уравнениями для дополнительных элементов и уравнениями для нулевых последовательностей переменных статора и ротора, то получаем систему, которую следует преобразовать х удобному для анализа «ли расчетов виду. Например, для схемы рис.2,а описанным путем

иц-а т ■? ¡

О . j . IX S/^V

/л,сЧ к \ : дд

à)

Рис Л

?мс.2

г _ I

е./ Й^/Л-

ах

а/

(2)

где

Л, ^-^(ь^иДЩ

Подставляя в (2) условия /до = £дс = 0 и /м=4й = = найдем математическое описание схемы рис.2,б.

Если в статорную цепь АД согласно рис.2,в включен тиристор-ный преобразователь напряжения, то каддую пару тиристоров могло заменить на последовательно соединенные активное солротивле.чие к индуктивность, значения которых изменяются от нуля, когда хотя бы один тиристор открыт, до весьма больших величин, когда оба тиристора закрыты. С целью максимального упрощения вида уравнений системы (2) следует принять » ^ =Д> » ¿с = Рс •

Тогда она принимает вид, который удобен для моделирования системы ИШ-ДЦ при различных режимах управления (фазовом, квазичастотном) . Изменение состояния проводимости любого тиристора ТПН

" математической коделк ис.-.знинл'Л! гоотьг'г^гь^ч^го кос ¡"ляз: .зато _/д , Д, . Щ-.1 от с..; одна а -ха сисге:»а ур&гксжй описывает работу электроярзЕздь г ср.-х^чйнсм, дв/х-

Е тех случаях, когда одновременно и статор и ротор АД включены s несимметричные схемы, вопрос о выборе рациональной формы c;-«kc;ï урашмниЯ АД не мскет бить ревой однозначно. ото объясняется ил:, что а подобных ситуациях на удается выбрать такую скстсму координат, для которой гармонические коэффициент в ураснс-нлях ДЦ отсутствовали бы.

Поскольку при одновременной неекмметрии в статоре и роторе запись ураькениЯ АД через преобразова.чнце переменные по-существу не дает упрощение их вида, то в этих случаях возможно использовать уравнения, записанные для реальных фазных переменных. Для схемы рис.3 при этом получено следующее математическое описание

На основе (3) в работе найдены математические-описания для различных несимметричных схем соединения обмоток статора и ротора, которые могут быть использованы для осуществления шагового режима ад.

В главе описаны разработанные автором системы относительных единиц. Предложено базисные величины задавать зависящими от параметров АД по определенным формулам. При использовании таких относительных единиц "в уравнения АД входят следующие безразмерное обобщенные параметры: 0(5, с/г и 6" •

Такие системы базисных величин обеспечивает максимально простую форму записи уравнений АД и определяются минзмально гоа-монным числом параметров. Это объясняется тем, что в данном случае используются не строго фиксированные для данного дадгаю^я базисные величины, евязашье с ого номинальными дзюдоа, а исме-

.'яияхи и беотокоьом режимах.

=5'4 тгт - ir'4'^

г ur^fft{irLri%iit-¿м,<« M = In 4riS3ùs %);

~ и - — г cit

(3)

н/.гдиссл в зависимости от его параметров. Поэтому продлотаннне базисные величины являются наиболее общими.

В третьей гласа проводится анализ установившихся ро-;и>.:зз АД!, в различных схемах включения.

Рассмотрен установившийся режим АД при питании его статора от произвольного конечного числа источников трехфазных симметричных напряжений различных частот. В случае, когда статор питается от двух источников с частотами и , момент АД выражается в виде суммы трех составляющих

где и Мэ2 - установившиеся значения момента, определяемые напряжением первого и второго источника; Мщ-, ~ установившееся значение момента, определяемое совместным действием токов от обоих источников

Амплитуда ^Ьпи при / <тЦ( и а) ^ может быть

представлена выражением

М.+! / /"/£ | /о ^^

1*=ЛжШ1

где

Если статор питается от произвольного числа ^ источников трехфазных симметричных напряжений различных частот, момент АД можно представить как

м=мсг+м„г, (6)

- средний момент, равный сумме £ установившихся моментов, каждый из которых определяется напряжением одного из источников;

- переменный момент, который равен сумме синусоидальных составляющих момента, обусловленных всевозможными сочетаниями двух напряжений различных частот вида (4).

Число составляющих переменного момента в (7) равно числу сочетаний из ^ элементов по 2, т.е.

Полученные формулы использованы для определения периода изменения момента ДД при квазичасготнз»/ управлении, а также для

- То -

разработки приближенного способе расчета переменных ДД при пита» ни:', его от капрягения сложной форкы.

Ь главе так::о рассмотрен установившийся режим АД, когда обмотки статора и ротора подключена к сети с одинаковым чередованием При нулевой скорости ротора момент ДД содержит две асинхронные составля^ше, имегщие противоположные знаки, и микронную составляЪ%Ъ;'от угла % между обмот.-саьи статора и ротора. На рис.4,а приведена угловая статическая механическая характеристика. В данном случае сна имеет небольшую среднюю к гка~ читальную по амплитуде синусоидальную составляющие. На рис.4,б представлены зависимости от угла моментов , /Лг/_чс

''¡cap, > соответствующие подключению фаз статора А, В, С статора к фазам сети А, В, С; В, С, А и С, А, В соответственно. При последовательном подключении статора Ад к различным фазам сети происходит шаговое угловое перемещение рохова. Значение пега равно 120 электрических градусов. Рьосмгипхгю-ий шаговый ре;:с:м характеризуется существенными недостатками'; сольное число коммутирующих элементов, наличие (хотя и небслвсой) средней составляющей момента и необходимость включения дополнительных элементов (трансформаторов или резисторов) в цепи обмоток ротора АД.

Если статор питается от произвольного числа источников трехфазных симметричных напряжений различных частот, а ротор - от одного источника, момент АД состоит из средней и ряда переменных составляющих, для которых в работе определены амплитуды и частоты. Установлено, что подобный случай питания обмоток АД имеет место при подключении статора к выходу ТПН, снабженного блоком квагичастотного управления, а ротора - к сети переменного тока. При этом механические характеристики АД при определенных скоростях имеют горизонтальный участок, обусловленный синхронной составляющей момента АД.

В главе на основе системы уравнений (3) получены статические угловые характеристики АД для различных несимметричных ахал включения обмоток статора и ротора, являющихся частньм случаем схемы, приведенной на рис.3. Если обмотка 53 разомкнута, обмотки *> У и ■>£ подключены к источнику переменного напряжения, а обмотки Г1 и Г2 сомкнуты накоротко, момент АД равен

: ;i j > где

А/ _^ _. (9)

Момент АД состоит из двух составляющих: средней и пульсирующей, изменяющейся с двойной частотой сети.

На рис.5,а приведена построенная по формуле (9) угловая механическая характеристика для случая подключения к сети фаз А и В статора, а на ркс.5,6 изображены три угловые механические характеристики, соответствующие подклсчениэ к сети различных

комбинаций двух фаз статора. При мздой поеледоЕ.чтоа-чом подключении к сети различных двух фаз обмоток статора происходят угловое передвижение ротора на один пат, разной 60 слектричес-'.'хх. градусов. Необходимые переключения наиболее просто осуществляются на основе системы ТШ-АД. Схема управления таким саговым регхимсм АД рассмотрена в иестой главе.

В четвертой главе рассмотрены принципы осуществления VI основные свойства асинхронного электропривода с кваэичастотяьм управлением (КЧУ).

При проведении гармонического анализа вектора напря-адння трехфазной активной нагрузки, циклически подключающейся к сети переменного тока через трехфазный ключ,принято, что промежутки времени соответственно замкнутого и разомкнутого состояний кляча tm = l^lt^ и ¿1Ь= т пропорциональны значению "¿т некоторого постоянного времени интервала (такта). Установлено, что фазные напряжения на нагрузке имеют вид периодических кривых. Показано, что частоты гармоник напряжения на нагрузке не зависят отдельно от временных интервалов уплаченного или отюж- ■ ценного состояния ключа, а определяются временем цикла. Получены формулы для частот составляющих напряжений на трехфазной активней нагрузке. Выявлено, что эти формулы справедливы и тогда, когда нагрузкой является асинхронный двигатель.

На рис.6 приведена рациональная схема квазичастотного управления АД. В этой схеме используется ТПН, в котором блок им-пульсно-фазового управления (СИ2У) снабжен двумя входами: управляющим (вход I) и блокирующим (вход П). Ко входу П подключен блок квазичастотного управления (БКЧУ). На выходе БКЧУ формируется сигнал в соответствии с параметрами КЧУ.

Предложены две периодические зависимости изменения которые представляют больпой практический интерес для реализации кваэичастотного управления АД.

Первая зависимость разрешающего сигнала (1-1'Д алгоритм КЧУ И периодически изменяется во времени аах Г I ПРИ ^ ;

| о при

где ^г < + ¡'Ь ) - вре^з цикла взиане-.г-п сяжоа

6,п - )п'¿у а ¡1~6Г - время наличия ч 01-су«ч'жг»

управляющих импульсов н-х «дегегорах в каядоа чшк> тыо !П1Ч.

! П~гЦ .s.

, L

\WH

6 '-f't

C№3

II

упраёля/яций ¿ход Uy

блокирующий ¿код Да I

БКЧУ

Ж

т

а)

j

Вход усшнодки паранр/проб AW

(пл или пьп<>с11>т*>а'>с}>*)

Рис.6

( ы «с

и ß«

«5 в.

4JS щ а.

<5 -(0 ■05 О -ЛIS 0.5 (.0 /(Í

-GS /

I Г

Рис.7

Для зазисимоста (10) найдем оджвиа»* дзи чът&г ъяшшал гармоник в виде

£- _ nxt-n. / ' (ii)

где К - целое число, удовлетворяйте неравенству

и

Вторая зависимость разрешающего сигнала (2-ой алгоритм КЧУ): <2/г изменяется периодически следующим обраооц при 04t l\t ;

(12)

ûAJnpn Тр 4 Ц

где

- период изменения С\к > состояний из двух временных интервалов и '/7, , внутри каждого из них GK игмьня~ ется согласно первой зависимости, которая va зррмонньк .валах и Тр имеет параметры /;?t t jit и :п2 > П2 и последовательно чередуется ^ и раз соответственно .

Для зависимости (12) такие определены формула для частот значимых гармоник

i-l/V_ JL., ^о '-+W4_7. - (13)

ъ TtL ' tT '^¿Hzl

.де = 0 или k:7l - I, & к7 и к"» - натуральные цэ-

лые числа, соответствующие условию ^

kzcl, -<-кц92 ^ ^[(^r^fM'^^Jx •

Формулу (13) для более удобного использования цозяо также записать в ;.лде

L t (I4)

•JV (/п,+/г,)9 Мгп,-Н2,\1.

где

Солтиг-ю (14), возмогло сформировать сосгоадягсцу» наг.ряже-учя на нагрузке с частотой , значение которой лежит ь об-

ласти ме.«яу и . Подбирая надлежащим образом пара-

метры 0, я 1 "с«'0 значяниз приблизить к лпбоГ

".ададаой частоте в указанной области.

Используя вторую заянсимость ^ вида (12), еозкс-чко осуществить в зирокои д'/.злазоне гопгное регулирование скорости при КЧУ.

На рис.7,а изображена механическая характеристика 1-п--1-1у-у для квазичастотного режима АД при параметрах Л' = 2; п - 5;

Гг= 77/6; Л = 0. На рис.7,6 представлены графики зависимости от скорости отношений действующих значений напряжения к частоте ( )/( ,,/ /'..„,) для тоех наиболее значгмчх

/ ' л^М у НОМ

по амплитуде гармоник. Установлено, что вблизи синхронной скорости для какой-либо значимей гармоник! амплитуда напряжен:»: г>тсй ¿ар:,!оники максимальна, а механическая характеристика АД имеет ]габо-*ие участки шда I, ш или У.

Поскольку при КЧУ к статору ЛД подводится ряд гармонических составляющих напряжения, то ЛД согласно (б) помимо среднего имеет и переменный момент, в свою очередь состоящий из ряда синусоидальных составляющих. Выявлено, что период изменения переменного момента составляет: для пергого алгоритма КЧУ

%-л "'¿гСт-пО ~ 4?,т. для второго алгоритма КЧУ

Для наиболее вазхного з практическом отношении случая, когда ¿т= '/<• /6, получаем

Т" _ /У-Нг ,

"Г _ (>1Ьп1,)9, Н'пъ+>Ъ)<? -,

Период изменения момента ДЦ в квазичастотном режиме patt.ii соответствующему период (циклу) чередования временных интервалов,

В работе причедеш рассчиташгыа для изображенных на рис.7,а отчек Й, , А, , ,.., зависимости момента АД от времени.

Усм.чозлено, что при углз отпирания об = 0° броски моментов АД на рабо^шх учистлах мехашческой харцктернстш-'л примерка -х«

значительные, как и при пуске АД.

Ка рис.8 приведены два семейства экспериментальных иоАгшн-ческих характеристик 1-5 и 6-8, которые получена для 2-го алгоритма КЧУ. В каздом из этих сеызйств механические характеристики расположены близко друг к другу, следовательно, 2--оН алгоритм КЧУ обеспечивает весьма плавное регулирование частот значимых гармоник.

Проседенный анализ особенностей механических характеристик выявил следующие достоинства КЧУ АД: обеспечение стабильной, пониженной скорости в разомкнутой системе регулирования при использовании только пести тиристоров; регулирование момента в широком диапазоне с плавным переходом из двигательного режима АД в тормозной; возможность осуществления электрического тормоке-ния в определенной зоне скоростей; простота реализации квазичастотного роямиа на базе обычного ТПН, имеющего простуа скловув схему.

Кроме достоинств, КЧУ имеет и недостатки: наличие щума и вибраций АД; трудность осуществления торможения в квазичастотном режиме вблизи синхронной скорости АД.

В пятой главе проводится анализ влияния параметров и схем включения асинхронного двигателя на свойства электроприводов с квазнчастотным управлением.

Для грубой оценки максимального отклонения скорости АД при КЧУ в случае "¿т = X /6 и = 0 предложена формула

--Кус^ '

где Мп^йх ~ максимальное значение переходного момента при пуске АД.

Установлено, что вблизи синхронной скорости с увеличением сопротивления роторной цепи механические характеристики смещаются в область тормозного, режима. Эта особенность выгодно отличает КЧУ, поскольку позволяет в простой схеме рис.6 осуществить электрическое торможение АД с высокой скорости до пониженной. В случае короткозамкнутого ротора для КЧУ целесообразно использовать АД с повышенным скольжением.

Выявлено, что за счет изменения числа /72 временных интервалов подключения АД к сети возможно при ГЧл-п « осуществить направленное регулирование момента АД- С цельс увеличения тормозного момента АД необходимо умзньшть параметр П1 ,

а для повышения максимального момента ъ дшсательхш реда^и в»рз» ие'.р П~1 нужно увеличить.

При увеличении угла о! управления тиристоров воааолж! ограничить токи в обмотках и колебашш иоыента АД при КЧУ» однако при этом такке уменьсается и максимальный момент АД.

На рис.9 приведены полученные с помощью схемы рис:.6 экспериментальные механические характеристики двухскоростного АД. По~ мимо естественной: характеристик» на рис.9 изображены мсхаьич&скя& характеристики для квазичастотного режима при различите параметрах управления "2 и /I .В диапазоне скоростей ¿V,*! <Х'< АД развивает примерно постоянный тормозной момент. Такая особенность также выгодно отличает квазкчастотное управление от фазового при сверхсинхронноЯ скорости АД.

Результаты экспериментальных исследований показывает, что для двухскоростных АД путем регулирования угла С(. можно получить относительно небольшой уровень цума и вибраций вплоть до номинального момента АД.

Использование КЧУ для торможения АД при сверхсикхронной скорости дает простой и надежный способ электрического торможения многоскоросткых АД при переключении их обмоток, а применение КЧУ для получения пониженных скоростей обеспечивает повышенный диапазон регулирования скоростей.

Если статор АД подключить к ТПН с БКЧУ, а ротор соединить с питающей сетью, то при определенной скорости возникает режим двойного питания, который обусловлен одной из значимых гармоник напряжения статора и напряжением ротора. Механические характеристик!! такого электропривода, приведенные на рис.10, получаются абсолютно жесткими. Для разгона АД до высокой скорости необходимо плавно регулировать частоту значимой гармоники, поэтому следует : ^пользовать 2-ой алгоритм КЧУ.

Если в схему рис.б включить АД с фазным ротором и в роторную цепь ввести диоды, то при скоростях, соответствующих часто-• там значимых гармоник, возникает синхронный режим и АД будет иметь в области низких скоростей также абсолютно жесткие механические характеристики.

Поскольку в квазичастотном режиме момент АД имеет переменную составляющую, 1ЯУ представляет значительный интерес для разного рода 1<ибраприводос, например, для создания виб^оетекдов, предназначенных Для испытаний на вибросрочность различных изде-

л!'й л, я частности, сэмкх ДЦ. КЧ7 может найти применение з таких вмбоэнашинах, где необходимо одновременно создать как постоянный . так к знакопеременный моменты.

Значительный интерес представляет система ТГш'-АД с КЧУ для краногых электроприводов. На рис.II приведены механиизскяо характеристики слектролсивода, разработанного для механизма передвижения мощностью до 1-2 кВт, предназначенного для одноба-лочных мостовых кранов и тельферов. 3 электроприводе обеспечивается работа АД с двумя уровням скоростей - номинальной на естественной характеристике и пониженной на характеристика "в". Система управлений осуществляет плавные программируемые переходные процессы пуска и торможения до малой спорости. Поскольку момент сопротивления в механизмах передвижения мостовых кранов не превышает (0,3-0,4)!,'! , то при работе в установиЕпемся Пекине на гдрахтеристкке "в" токи з статоре, а такие уровни ^ма и вибраций, оказываются ограниченны}«.

3 работе произведена оценка возможности использования КЧУ для репания двух проблем, имеющих принципиальное значение для вентиляторных механизмов, а именно: I) главный пуск двик-л-еля . (например, дая погружных насосов артезианских скважин); 2) регулирование скорости в продолжительном режима. При КЧУ возможно простыми средствами получить программный пуск АД любой длительности з разомкнутой системе регулирования путем надлежащего изменения го времени кодов парямлтров М , /£• и (X в соответствии с п^ом.зяуточньми характеристиками на рис.12. С помощью рассматриваемого электропривода обеспечивается плавнь-Я пуск погружных АД мощностью до 15-20 кВт при ограниче::;:;! токов статора АД уровнем двойного номиналы«го тока.

Установлено, что возмояности регулирования скорости АД в продолжительном реаиме при вентиляторном моменте нагрузки и использования шести тиристоров ограничены. В случае г.'.о ггаимон-зн::;! 12 тиристоров при плавном форяфоп-июи угла с£ показатели регулирования электропривода с вентиляторной пэгрускоЯ улуч::;:'о?ел. Если для привода вентиляторов небольшой мощности (до 3-4 :3т) при.че:га?ь АД с повшюннш скольжением, то возмогло регулирозать скорость вплоть до номинальной. На рис.13,а изображзны окспори-

еханичеекке характеристики, для рабочих точек I, 2, ...в когорь-х ¡<% р'лс.ЛЗ.б пркгк^сш значения токов статора.

^^¿.¿-¿Л1 д':скрот:-пггл элсктргг^аэодок, г::пол-

■ л-г;г>> ■>, •,*5.з> С1СТС1-Н Также алок^оаркьеда мо;:;но ¡пг,^;-

Рис.II

0,25 0,5 DJS i О

i о

0,75 0,5 0,2 5

О

^crêFi П-45 _

X J?* Me

s*'" a

/•> \mm- 9 t M Mw>M

0,25 0,5 0,Г5 1,0

а)

Ркс.12

<о

0/5 0,5 0,25

Ü

f

4

к

s I*JL

0,ïS О,S Of s i,о

л\

?мс. 13

к л у. "^./пггл с рля'гациеЛ рс.чи.'/а пр с г 1! ::•; с г м " л ^ерг./ч-нге-'¡огдау дзхгателя отсутствует м<,/-ч-:т)

;; с респа*аисй шагового ро ;т.\:а (в котором двигатель ::>:еет устой-и'гое иолсдашо ротора и развевает скгясронизарух^й мсмс-нт).

Реж;:м прерывистого движения АД с короткозг.:.'кнут:,:м ротор;:.: гсзмежо осуществить с использованием алгоритмов, основании* на грннципах КЧУ, если забрать параметры КЧУ в соответствии с неравенствами !п + /1 < б при £г= !с /б или ¡п+1ь < 12 при ¿г = 71 /12, при которых частота значимой гармоник:: Зуде.? отрицательной.

На рис-14,а приведены зависимости от времени для момента, скорости и угла' поворота ротора АД, управляемого с пемоцью схе-уы рис.6 при Гт = /'-"■ и последовательном формировании следу-^чх параметров управления: >п* - 2; >':< = 3; пъ = I.

Описанный режим прерывистого дзитения вчгодно отличается относительно небольшим нагревом АД. однако для этого рс.жм:. характерна существенная зависимость угла поворота ротора от Ц„ и уомента инерции электропривода (см. рис.14,6).

На рис. 15 приведена рациональная схем.. дискретного от.г?тро-привода, выполненного на -5азо системы ТСШ-АД. 3 этой схеме реализуется шаговый режим АД. 3 схеме СИ1У снабжен, блокировэчньм входом, к которому подключен блок управления шагового режима (БУЛР), Для обеспечения надежной работы схема БУИ!? должна содержать блок исключения трехфазного ре.т.има (ЬИТР).

Схема рис.15 имеет расширенные Функциональные возможности по регулированию координат АД, что с одной стороны обусловлено простотой схемы, а с другой - возможностью обеспечения рационального сочетания фазового и шагового ренинов АД.

На рис.16 приведет рассчитанные с пемоцьэ ОЗУ и подтвержденное экспериментально с помощью схемы рис. 15 зависимости мемен-п. сопротивления от тактовой частоты. Показанные на этом рисунке области представляют собой геометрическое место точек ( , Мс) устойчивой работы шагового электропривода с АД. Установлено, что при работе АД в лаговом режиме по схеме рис.15 и изменении нагрузки в пирогах пределах 0,2М^ до 0,8М^ токи статора а роторе;., а также суммарная мощность электрических потерь не превышают со-сггетствугв>их номинальных значений.

Шагсрпй режим АД целесообразно использовать а тех случичх, тогда трооуется осуществить.позиционирование рабочих органов мо-хзязтг) з р?лоигсну?ой системе регулнрогания. Такой режаы пред-

ff/ ,

Рис.14

Jlí.

Рис.15

1,0. Mr

0,5

гГГГГГГП777ТТГГГГ7Тг7Т77ТТГТТТ77)

Рис.16

0 </Ц. /» "

20

t'l

одоимет !-с,г.ес для сяедядчх олектъеприводов с ограничег'ь-сл ,ил 1 '.с,ч/:ос?.«яс показателе*, разлита« поворот! кх устоо.Чстй л т.д. шагового релокга, для подобних зяейтрэпрявздоа по-

•»ез'пл оказаться к фазовый ре,«!м, с помощью которого осу-

^естчяя^тея повь:;';г»кная скорость работы механизмез.

Реимм прерывистого движения представляет интерес длч слэдя-уах электроприводов с обратной сдясьо по положения (например, для регулируацмх клалась г.г-рогых турбин).

Исполы'уеше для г тогах «спн/ронных злектролриводир иоснм-гетрхчние схе:.:м сосд:а.««я обмоток статора и ротора щ «дставл.-ют 5ЯЗ'"'/:телььъ:П интерес ¡: /.ля внбропризодсв, поскольку в данном случае происходит воабу.чдекпе, а пои необходимости и регулирование частоты ч амплитуды колебаний непосредственно н.а валу двигателя Оез дополнительных механических перодаточных устройств.

Се.-у.мал глава псевг^ена рассмотр -.я особенностей электропривода с ниокоскорссткыми линеи.1;:.?.::! асинхронными даигатсл-::■::! 'ЛАД) при управлении от ТгИ.

Вследствие того, что ЛАД имеет повыз-зкннй зазор, в р-;сто проведен анализ электромеханических свойств АД, ензб.тенноги уг.ч~ личенкь'г.! ^задуши.! зазором. При больших возпулных зазорах увелп-'г-'заются значения коэффициентов затухания свободша составляв« »гсиеятой и токов, что приьодпт к угйнымшга длительности и ослаблению влияния электромагнитных переходных процессов, т.е. улучается демпфирование кэлеб:.:-.-/.Л момента ЛД.

Если для анализа нлзкоскорэстних ЛЯД пренебречь кра«31ггл ¡эффектами л использовать традиционное математическое описание, •ччалогичное применяемо.'.^ для обычных АД, то, поскольку ото описание является приближенным, Еоз.мояностг. его использования долина бить обоснована экспериментальным путем. 3 процессе иеследоьа-ПлП бэльзоо внимание било уделено экспериментальному определению аинамичсс/кх характеристик ЛАД. При этом динамическое усилие ЛАД измерялось с помецью тензоыетрического акселерометра инерционного типа. Результаты кзкорениЗ показали, что электромагнитный переходные процессы в ЛАД затухают быстро.

Установлено, чте для пок,пения точности расчетов целесообразно определять параметры ЛАД окспериманталыьй! пут<.'м. При ото« указанное ча'лу.атическоз описание дает хорошую точность расчете?, если рчссяттаексыз илектромеханическиз процессы соотБетст:уит той зеке екорэст&Я, для которой проводились эксперименты по оп-р.углоч^ г&пн-.вграз ЛАД.

Значительный гнгерес представляет мсслэддоадое ргг/ягя^зоч-ных возможностей ЛДЦ. Поскольку ЛАД имеет проступ жондор/гою, представляется целесообразным использовать для него тамо простые: схемы электропривода. Больной интерес в этом плане предотанляе? система ТПН-ЛЗД. В работе рассмотрены возможности зтой системы при двух видах управления: фазовом с обратной связью по скорости и квазичастотном.

На рис.17,а приведены экспериментальные механические характеристики плоского ЛАД, снятые при фазовом управлении с обратной связью по скорости. Синхронная скорость ЛАД равна 5 м/с. Диапазон регулирования скорости в данном случае'составляет (200-250):!, причем,он получен без применения каких-либо корректирующих звеньев. На рис.17,о приведены экспериментальные механические характеристики, полученные при квазичастотном управлении.

На рис.18 показаны рассчитанные на ЭВМ и экспериментальные механические характеристики, полученные для системы ИШ-ЛАД. Результаты расчетов и экспериментов близки друг к другу, что подтверждает корректность выбора математического описания низкоскоростных ЛАД, а такие говорит о целесообразности использования экспериментальных способов определения параметров ЛАД для осуществления его расчетов.

Ь прилолении приведено описание двухфазной асинхронной маши--:.ы, используемой для измерения динамических моментов. Для экспериментального определения угловых ускорений давно применяются эле-ктромаоотнные измерители угловых ускорений (ЭМИУ), реализуемые на базе асинхронной машины с полым ротором. Однако ЭШУ не нашли широкого применения из-за недостаточного уровня исследований их динамических свойств, в частности, амплитудно-частотных характеристик. В результате теоретических и экспериментальных исследований установлено, что ЭМИУ приближенно можно представить инерционным звеном ( если исключить низкочастотную область).. На рис.19 приведены сравнительные частотные характеристики трех типов датчиков у.корений: ЭШУШ, тензометрического акселерометра (2) и пьезоэлектрического акселерометра (3). В диапазоне частот 2-120 Гц частотные характеристики всех трех датчиков практически одинаковы,что позволяет рекомендовать именно ЭШУ для измерения в указанной частотной области. Благодаря простоте, бесконтактности и отсутствию пика в амплитудно-частотной характеристике ЭМИУ удобен в эксплуатации и дает хорошее качество регистрации углового ускорения.

ta

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Развиты и обобщены принципы теории преобразования уравнений асинхронной мазики, позволяющие с использовании трехосной системы координат получить рациональные математические описания асинхронного электропривода при включении вентилнглх алиментов в цепи статорных или роторных обыогох. Нргдлож-зка' математические модели, удобные для исследования и алгор^тмизациь расчо^в асинхронных электроприводов с неспмметр/сй в цлхях сзпггора или ротора либо одновременно б целях статора и ротора,

в частности, 'элоктрэприводоз, ьпполкекн-.'х по система ТИП-АД различными видали управления.

2. Обосновано применение предложенных систем б&зиода величин, которые обеспечивают значительное упрощение фогыы заппег, дифференциальных уравнений и аналитических вырак^нпЛ длл переменных асинхронной маиикц при минимально возможном паоа-висимых обобщенных параметров.

3. Теоретический анализ переменных асинхронного двигателя в установившихся состояниях показал, что при питании обмоток статора и ротора двигателя по симметричным или несимметричным схемам от различных источников напряжения в ряде простых схем вклачанкл, отличающихся наличием взаимно подвижных 1'ДС статора и ротора, обеспечивается распиренные функциональные возможности по регулированию механических координат га счет использования квазичастогного и шагового режимов работы.

4. Разработаны методики расчета, принципы и алгоритмы осуществления асинхронного электропривода с квазичастотным управлением, определены для него основные показатели регулирования координат и установлены следующие достоинства: обеспечение ста-

билышх пониженных скоростей в разомкнутой системе регулирования; изменение момента в широком диапазона как в двигательном, так и в тормозном режимах; возможность осуществления электрического торможения. •

Ь. Определены статические характеристики и динамические свойства дискретных асинхронных электроприводов, предложены алгоритмы, а такле рациональные схемы управления для двух видов дискретных электроприводов, выполненных на основе системы ТПН-ЛД с сернпннми асинхронными двигателями: с реализацией р прерывистого передвижения ротора и реализаций цагозог-.'

•станс^лс-но , ч?о я эти;; е:-с7о.::п:-: в ргмкг-х орних к : ;х глльнь« структур возможно раиисиолыо сочетать ре:.-.'-!п; г,йог. ••„>•>-чого дз»п-.ок:ш с кваопчистотнкм и фазовкп уп^злс»

6. ясслодорзкия похг.'али, что олектро'ассзнвчвггки сг.г»'.{•••-•> ллехтропривсдов с шюк'.скорестничл дж-:;с*:¡^я:;'-т.имхро:; г-"".! к:»".-телями существен}и-ч образам определится пс!,:таг;-.;ГгД! :'2:>лу; ■':!■•. зором мезду яндуктором и ьтг-рич-чм элементе:.:, из-.', ¡ото..':..".', Р:.'о-•,'рве затухах-г олсетрои:.г:-.5гие:с г^реходк-'е крг-и-.сс:! .л'с л- .чнь ется более высокая устойчивость олокгролрпичд.;. ^

тнх системах регулирозаннл. ССос:-;сг."ио, что для расч.та гу.л'н-чоских характеристик и переход: ,;.::■: процессов ЛАД мс,;-.чз зать матсматическоз описание, аналогичное при: лЛ~<г:о-.-у с->:-:-ььпе АД, причем точность расч;то:- зозрастаот, если пар-.м;.;/!! олределены экспериментальным пути:: для тон сони ск ¡рсотаП, соответствует прово,:;;::,:; :ч рс.счетам.

7. Вияилено, что для рогулкровсьая скорости ляие?> пас гс.'.-г.:— рэкньк двигателей яорспехтиш? пспол^скшие слэте'.ч: 1ки-Ус-•"<здовлеко, что в скстгя* ТП'.-ЛДД бизог-см ут;.;аэ..;:;.;н ; • Ор-лт-ной свяэья по скорости оСесгмчигдитая регулирование с ::л1ро.;:::: диапазоном до (200-250):1 Йгз карэлгируп^ис устсеПстг., при кваэичастстиои управлении в разомкну.'зй састеуз регулируй":■;:■> скорости осуцсстзддь-тся в диапазоне (10—1Ь): I л бслро при

нсм перехода г.з дшги-гйльниго Р'ч.ч-.-л'.а в тарной»?..

8. Для экспериментальной прзьоркн сгоЗст.ч ол лггрзптс.г.о врачагацйгося и линейного типов осуществлен ряд тсзр^лноскгс :: практических разработок в области иг;>---ри::'.я кьханлческло: ;о.- ч:г!. 3 частности., разработана акселерометры одриионкаго типа (телеметрические с ртутным токосъомпихсм и бес(сснта:ш'1:и с ««.согп.чм;; преобразователями), выявлены дг.ьзмкчеекпо свойства олеит;..;.';^:.::-яых измерителей угловых ускорег,:•::':, продложеш усг-рс^от.ъч ;:::.: снятия акплитудно-частотньзс характеристик углошх акселерем^троз, разработаны способ снятия углошх статических кох"-а:чссжх характеристик двигателей с вр.аца-сцимся ротором, способ гзморл статических механических характеристик ЛДД и т.д. :.е:с:: наали применение, в частности, при исследования различите ;;.е::к::~ рок:адс олектрояризодоэ, измерении в заводских уелолпях диииг.:ч.л.-:-"нх >:ои5н?ов синхронных двигателе!": бсльаой кощюсти, создали* водсяой установки для быстрого измерения механических характеристик АД» з еггндах, предназначен?а.« для диагностирования тргиегг.ю-сий се&ьскахэг&<*с?яеиних ма!лш на ремонтных предприятиях.

9. ;.!лэгле предложенные автором технические рзхеимя являются оригинальными, защищены авторскими свидетельства;« на язобрвге-ния и технически реализованы.

10. Внедрение разработанных на основе проведенных исследований асинхронных электроприводов осуществлено в ряде установок общепромышленного назначения: для плавного пуска погружных насосных агрегатов, аппаратов с перемешивающими устройствами, механизмов передвижения однобалочных мостовых кранов, подъемников на автоматической линии, в крановых электроприводах с тиристорными регуляторами напряжения типа РСТ, в двухдвигателькых электроприводах механизмов передвижения мостовых контейнерных кранов, в крановых электроприводах с импульсно-ключевыми коммутаторами.

Основное содержание диссертации отражено в следующих опубликованных работах:

I. Монографии

1. Электромагнитные переходные процессы в асинхронном электроприводе/М.М.Соколов, Л.П.Петров, Л.Б.Масандилов, В.А.Ладен-зон. -М.: Энергия, 1967— 210 с.

2. Соколов М.М., Масандилов Л.Б. Измерение динамических моментов в электроприводах переменного тока.-М.: Энергия, 1975.-184 с.

П. Учебные и методические пособия, справочники

3. Масандилов Л.Б. Переходные процессы в асинхронном двигателе// • § 9.5 в книге "Основы автоматизированного электропривода"/

М.Г.Чиликин, М.М.Соколов, В.М.Терехов, А.В.ШинянскиЙ.-М.: Энергия, 1974.-С.452-473.

4. Масандилов Л.Б. Исследование электромагнитных переходных процессов в асинхронном электроприводе (лаб. работа № 14).- МЭИ, 1970,- 20 с.

5. Масандилов Л.Б., Рожанковский Ю.В. Электропривод общепромышленных механизмев//Электротехнический справочник. Т.З. Кн.2/ Под общей ред. В.Г.Герасимова и др.-6-е иэд.-М.: Энергоиздат, 1982.- С.121-145.

6. Масандилов Л.Б., Рожанковский Ю.В. Электропривод общепромышленных механизмов//Электротехнический справочник. Т.З. Кн.2/ Под общей ред. В.Г.Герасимова и др.-7-е изд.-М.: Энергоатом-издат, 1988.- С.118-151.

Ш. Статьи в научно-технических журналах и сборниках

7. •Масандилов Л.Б. О расчете максимальных переходных моментов

аснихрекного д£игаталя//Электричество, ISC6, II.- C.II-I7.

8. '"лсйлдмлсэ Л.Б. Системы относительных единиц для. аспьчрос.чен мЕЕ!яы//Электшчесгво. 1973; )> 8.- С.48-52.

S. !'азанд:!лов Л.Б» Некоторые вопросы анализа да'^ерекцлальн^х уравнений асинхронной мэк!Пы//Сб. научи, трудрв. л G6, ч.2» М.:Моск. энерг. пн-т. 1965.-С.35-43.

10. Масандилов Л.Б. Методы расчета максимальных значений переходных моментов асинхронного двигателя:Уче0. пособие по /..ЗЛ/под ред. М.М.Соколова. М. :1!оск. экерг. ин-т. 1967. - С.43-51.

11. Масандилов Л.Б. Связь менду электрическим.! потерями статора и ротора асинхронного двигателя при переходных процессах//Сб. научн. трудов. :» 302. М.:!.<осх. энерг. гн-т. 1976. - C.II5-II7.

12. Масандилов Д.Б. Динамические свойства и возможности регулирования скорости цилиндрического линейного асинхронного двигателя. В кн. Автоматизированный злектропривод/Под обц. ред.

Н.Ö.Ильинского и М.Г.Шькова.-М.: Энергоатокиздат, 1990,- 544 е..

13. Асинхронный электропривод прерыгистого движения для крановых неханязмоэ/Масзндилов Л.Б., Гетман Ю.Л., Холпн З.Я., Гогослоб • скийА.П., Барков .В.С.//Злектротехн. п^ом-оть. Сер. С. пктропри-вод, 1932, вып.3/101/. - С.3-7.

14. Масандилов Л.Б., Рояанковский ¡Ü.B., Гетман Ю.И. Асинхронный электропривод с тиристорным преобразователем переменного напряжения при различных режимах работы/В сб. Автоматизированный электропривод//Под обя;ей ред. Н.Ф.Ильинского и М.Г.Юнькова.-М.: Энсргоатомиздат, 1986.- С.124-129.

15. Масандилов Л.Б., Рожанковский D.B., Стомахика М.Т., Колосова Е.Л, Плавный пуск и торможение погру,кних насосных агрегатов водоподъема// Электротехника, I9S0, № 4,- С.19-22.

16. Асинхронный бескснтактный электропривод с тиристорным управлением/М.М.Соколов, Л.Б.Масандилов, Л.П.Петров, Р.Г.Подзолов, И.Я.Браславский, В.В.Куцин//Электричесгво, 1973, .V3 3-С.30-35.

17. Многодвигателькый крановый электропривод переменного токз/ В.С.Барков, А.П.Богословский, Л.М.Булатов, Л.Б.Йасандилоз, А.Г.Яуре//Электрстехника, IS82, $ I,- С.43-45.

IS. Бар коз B.C., Масандилов Л.Б., Богословский А.П. Асинхронный двухдгигателькыЯ электропривод с роторным выпрямителем у каждого двигателя// Злектротехн, пром-сть. Сер. Электропривод, 1981, -ып.3(125).- C.9-II.

19= Bap.f.s Мас^идогов Л.В., Богословский А.П. Крановый

г.:,- :"i у с .'ii.yxc'.opoOT-ijM гы,; ....."мог."

i;.:;.- : г :. ? > о т i: о г; i a- l l"t ротор// Олоктро': ехн. ivx п.. С-п, Зл .;1>;сп, K>Ji , ьпп.4( 126)С. 14-15.

20. К гоя"о.у об упроыеик» дг.х-ен/.«,:.! мзханлсков nopoi.'SjCHHK гру-л:ч краноз/Сохоло: il.îl., Масандилов Л.В.,

c(-:l:o Бэгасловсклй Л.П., П-грельг.утер !.!..'<!., Полякоа Л.Н.// С сб. Аь? .:-:aTi!3;;you.ï!!:;L!i: кк-ктрзпрлзод.- 'Д.: Энергий, 1230.-С. ^-¿.71.

£1. Ходиг?»?озэ1И!:дя измерительная система для экспериментальных косл.гдятшй дппсмичооких моменгов/Соколов U.U., Еазавдялов Jt.b., Pri:.:vax02c:a:îi В.В., 4оеьнко Й.К.//Элоктротехн. нром-сть. Сер." Олетароарпаод, IC74, вып. 1(27).- С.22-24.

22. Проблема развития электрооборудования подъемно-транспортных механизмов/Соколов М.М., Шинлискнй A.B., Масандилов Ji.Б. и др.-Доквад на всокиском оликгротехничосьом конгрессе, секция 6, доклад 5, Материалы ВЗЛК, Москва, 1977.

23. Проблемы создания массового асинхронного электропркг-ода с тлристорным управлением/Соколов ü.M., Масандилов Л.Б., Рожак-ковский Ю,В. н др.// В сб. Автоматизированный электропривод.-М.: Энергия, 1580.- C.289-2S9.

24. Синтез одноконтурной системы регулирования скорости асинхронного электропривода с тиристорным регулятором .напряжения/Соколов М.М., Масандилов Л.Б., Рожанковский Ю.В., Хачапуридзе О.С.//Электротехн. пром-сть. Сер. Электропривод, 1931, вып. 2(91).- С.1-4.

2Ь. Соколов j.i.M., î/лсандилоБ Л.Б., Шинянский A.B. Экспериментальное исследование электромагнитных переходных процессов в асинхронных двигателях единой серии А//Электричество, 1965, № 8,-С.20-25.

26. Соколи: U.M., Масандилов Л.Б., Шинянскнй A.B. Исследопагае электромагнитных переходных процессов в асинхронных дпигате-лях//Электричество, 1965, I? 12.- С.40-46.

27. Соколов М.М., Масандилов Л.Б., Рожанковский Ю.В. Пульсации момонта асинхронного двигателя в.установиваемся рокпмэ работы/ /Электротехника, 1974, }р 10.- С.31-33.

23. Соколов M.Î.I., Масандилов Л.В., Кочарян В.Г. Учет электромаг-ннтных переходных процессов в асинхронно» приводе при расчетах потерь в обмотках дг.игателп//Злзктротехника, 1975, № 8.-C.I-3.

i.o vc; 'J..'/'., Л.Б. s Грасовмч S.H. од э»опягл-

мжэддъчзго определения параметрез асинхронного двигателе// Дчейхул-.лимка, 1973, № 5,- С.26-29.

£0. СокслГ'З ?г.М., Масандилов Л.Б., Рожаняовсчий Ö.3. Эхслерлмен-топьноч определение статических механических характеристик асинхронных деигателеЯ/Электротехн. пром-сть. Сер. Электропривод, 197?, вып.4(Ь7).- С.6-8.

31. Динамика и демпфирование колебаний при работе электропривода? механизмов перемеаенчя/Соколов М.М., Масандилов Л.Б., Фесечки Ю.И., Богословский А,П., Перельмутер М.М., Поляков Л.Н//Электра-

. чество, 1976, I» 5. - С.23-27.

'32. Теязометрический акселерометр для исследования переходных процессов в асинхронных электроприводах/Соколов М.М., Петров Л.П., Ладгнзон В.А., Масандилов Л.Б., Шинянский А.3.//Электротехника, I9&7, » 6.- С.53-56.

33. Масандилов Л.Б., Роасанковский Ю.В. Коррекция частотных харая-тернстлк измерителей динамических моменте в//Сб. научн.','рудов. Л 149. Н.:Мэск. энерг. ин-т. 1972. - С.159-164.

34. Масаняялов Л.Б., Рояанковский Ю.В. Бтак-схема аналсозой тгл-ли асинхронного двигателя в трехосной системе коорд.<: т:Учеб, nocivjiie по АЗЛ/под ред. М.И.Соколова. М.:Моск. энерг. ан-т. 1975. - С.60-66.

35. Масандилов Л.Б., Рояаиковский Ю.В., Хачапуридзе O.Ç. Аварийный режим работы асинхронного электропривода с тиристорным регулятором напряяения//Сб. научн. трудов. J* 400. Н.:Мосх. энерг. ин-т. 1979. - С.25-29.

L36. Масандилов Л.Б., Фесенко Ю.И. Анализ динамики электропривода крановой тележки с канатной тягой, обеспечивающего успокоеииз колебаний груза//Сб. научн. трудов, а 570. М.:Моск. энерг.ин-т. 1982. - С. 41-47.

2?. "с-глчддгтэ Л.Б., Ежов С.З., Са$ин З.Р. Комбинированное регули-розаяаа производительности вентиляторов массового назначения// Cd. научных трудов. :« 150. М.: Моск. энерг. ин-т.1987. -С. 25-37.

ЕВ. Масандилов Л.Б., Гетман Ю.И., Лордкипанидзе Г.Н. Электролривод по системе ТПН - двухскоростной АД со специальными законами упр?.влекия//Сб. неучи, трудов, & 213. М.:Моск. энерг. кя-т. 193 Э. - С.132-138,

ЗЭ. Масандилов Л.Б., Крылов Н.В., Кузиков C.B. Электропривод по систсме ТПК-АД с расширенном диапазоном регулированияу'/Сб. j }'чп. трудоя. # 155. М. :Моск, анерг. ин-т. 1983. - С.32-83. '

40, '•йхаядалос Л.Б., ?о'гшковскйй Ю.В., Мазуэ Эль-Али. Дк&яаз работе с':ст-г«1 o.îti.Tpoapnso2Kj»2gî:c7opHHft регулятор напряжения. ~

асинхроаы/к двигатель при сверхсинхрошой енорость{//Сс», £&учгн„ трудов. № 606. М,:Мэск. энерг. ин-т. 1930 „~ С. 35-43.

41. Механические характеристики систе?/ы электропривода 'iiiH-АД при квазичастотком управлении/Масандклоь Ji.B. , Рожанковский Ю.В. , Степания Н.Р., Кадар И.//Сб. научн. трудов. № 570. М. :Моск. энерг. ин-т. 1962.- С.58-64,

42. Соколов М.М., Масандилов Л.Б. Влияние незатухающего поля при переходах с одной скорости на другую сногоскоростных асинхронных двигателгй//Сб. научн. трудов. № 71, 4.1. М.:Моск. зкерг. ин-г. 1969. - С.52-59.

43. Соколов Ü.M., Масандилов Л.Б., Рожанковский Ю.В. Расчеты электромагнитных переходных процессов асинхронных двигателей с помощью аналоговых вычислительных машин:Учеб. пособие по АЭП/под ред. М.М.Соколова. М.:Моск. энерг. ин-т. 1973. - С.5-20.

44. Соколов М.М., Шинянский A.B., Масандилов Л.Б. Датчик для измерения ускорений вращающихся валов//Сб. научн. трудов. №38. М.: Моск. энерг. ин-т. 1962. - С.87-96.

45. Устройства для экспериментальных измерений моментов двигателей переменного тока/Соколов М.М., Масандилов Л.Б., Рожанковский Ю.Б., Рац И., Халас Ш., Кадар И.//Сб. научн. трудов. № 370. К.: Моск. энерг. ин-т. 1978. - С.46-52.

45. Экспериментальные исследования потерь в обмотках статора асинхронного двигателя при квазичастотном регулировании скорости/Ма-сандилов Л.Б., Рожанковский Ю.В., Степания Н.Р., Кадар И., Крылов Н.В.//С6. научн. трудов. № 6(23). Тбилиси: Грузинск. политехи, ин-г. 1983. - С.33-39.

47. Измерение моментов электрических машин и электроприводов переменного тока/Соколов М.М., Масандилов Л.Б., Рожанковский Ю.В., Рац П., Халас Iii., Кадар И.//Электротехника, 1978, » 9.- С.261-265 (на венгерском языке).

'18. Масандилог Л.Б., Рожанковский Ю.В., Кадар И. Кваэичастотный и шаговый режим работы асинхронного двигателя с тиристорным преобразователем напряжения//Электротехника, 1985, # 9-10. - С.375-379 (на венгерском языке).

49. Масандилов Л.Б., Рожанковский Ю.В., Кадар И. Квазичастотный н шаговый режимы асинхронного двигателя, отравляемого с помощью встречно-параллельно включенных тиристоров//Сб. трудов 5-ой международной конференции по силовой электронике, ч.2. 1985. - С.273-281

(на англ. языке), 1У Изобретения

50. A.c. 302798 СССР. Способ регулирования скорости трехфазного

асшюфоииого двигатеяя/Л.Б.Масандилов и И.Л.Локтев.ч/ДЗ.И. 1971, » 15.

51. A.c. 699640 СССР, Устройство' для стабилизации скорости вращения асинхронного двигателя с управляемым преобразователем/ Л.Б.Масандило.., М.М.Соколов, Ю.В.Роканковский, О.С.Хачапурид-зе, А.П.Богословский, А.Г.Ауре, 0.А.Захаржевский//Б.И.1979,

Р 43.

52. A.c. 748763 СССР. Электропривод/Ю.М.Герпаник, Л.Б.Масандилов, Ю.В.Рожанковский, В.А.Симонов//В.й.1980, 26.

53. A.c. 860253 СССР. Способ управления асинхронным двигателем/ Л.Б.Масандилов, В.С.Боев, А.Г.Луре, Е.М.Певзнер, С.П.Голев, В.И.Дмитриев//Б.И.1931, Ii 32.

54. A.c. 961089 СССР. Способ пуска асинхронного вентильного каскада/Л.Б, Маеандилов, Ю.В.Роканковский, Морера ¿зрнандее Марио// Б.И.1982, !» 35.

55. A.c. I097I56 СССР. Устройство для управления преобразователем переменного напряжения асинхронного двнгателя/Ю.В.Ро^анковс-кий, Л.В.МасандияоЕ, Н.Р.Стенания, И.Кадар, Н.З.Кралсе//Е.И. 1985, I? 18.

56. A.c. 1252898 СССР. Устройство для управления асинхронным электродвигателем/Л.Б.Масандилов, Ю.В.Рожанковский, Н.В.Крылов, • В.С.Барков, А.П.Богословский, В.Н.Чумичез//£.И.1986, № 31.

57. A.c. 1334345 СССР. Асинхронный электропризод/Л.Б.Масандилов, Ю.В.Рожанковский, Н.В'.Крылов//Б.И. 1987, № 32.

58. A.c. I3762I2 СССР. Способ регулирования снорости асинхронного электропривода/Л.Б.Масандилов, И.В.Рожанковский, Н.В.Крылов// Б.И. 1988, 7.

59. A.c. 748765 СССР. Устройство для управления асинхронным элзкт-ропризодом/Л.Б.Масандилов, Ю.В.Рожанковский, В.И.Холин,

Ю. И.Готман//Б.И. 1980, № 26.

60. A.c. 1246323 СССР. Шаговый электропривод (его варианты)/ Л.Б.Масандилов, Ü.M.Гетман, С.В.Кузиков//Б.И.1986, № 27.

61. A.c. 1246327 СССР. Шаговый электропривод/ Л.Б.Масандилов, Ю.И.Гетман, С.В.Кузиков//Б.И.19еб, № 27.

52. A.c. 1337IСИ СССР. Шаговый электропривод переменного тока/ Л.В.Масандилов, Ю.И.Тетман//Б.И.1987, !? 13.

63. A.c. 409135 СССР. Устройство для измерения угловых ускорений/ М.М.Соколов, Л.Б.Масандилов, В.П.Орлов//Б.И.1974, № 48.

64. A.c. 1035523 СССР, Устройство для измерения угловьк усксрв-кий/Ю.И.Гетман, И.Е.Кагаи, Л.Б.Масандилов, 1).П.Сумароков// Б.Й.1983, № 30.

65. A.c. 708252 СССР. Устройство для измерения основной частота в цепи переменного тока/Л.Б.Масандилов//Б.И.I960, If'I.

66. A.c. 754556 СССР. Устройство для максимальной токовой заняты трехфазной нагрузки/Л.Б.Масандилов, Ю.В.Рожанковский, О.С.Хачадуридзе, Ю.И.Гетман, А.П.Богословский, В.С.Барков, З.С.Волкова, А.Г.Косачев//Б.И.1980, № 29.

67. A.c. 954837 СССР. Способ диагностирования отдельных ступз-ней многоступенчатых зубчатых перздач/А.А.Першии, А.Н.Самс;-ходский, Л.Б.Масандилов//Б.И.1982, № 32.

68. A.c. 1049761 СССР. Способ снятия угловых статических механических характеристик двигателя/Л.Б.Масандилов, В.И.Холинг Ю.Й.Гетман//Б.И.1983, »39.

69. A.c. 1606945 СССР. Устройство для градуировки и испытаний угловых акселерометров/Л.Б.Масандилов, Ю.И.Гетман, И.Е.Каган, A.A.Першин//Б.И.1990, № 42.

70. A.c. 782047 СССР. Обмотка ротора двухскоростного асинхронного двигателя/Л.Б.Масандилов//Б.И.1980, № 43.

71. A.c. 752726 СССР. Двухдвигательный электропривод/А.П.Богословский, Л.М.Булатов, А.Г.Яуре, Л.Б.Масандилов//Б.ИЛ980,

№ 28.

72. A.c. I0I24I4 СССР, Двухдвигательный электропривод/Л.Б.Масандилов, В.С.Барков, А.П.Богословский//Б.ИЛ983, № 14.

73. A.c. 982300 СССР, Устройство для управления механизмом передвижения подвешенного на гибкой связи грузозахватного органа/Л. Б.Масандилов//Б.И.1985, № II.

74. A.c. I047I02 СССР. Способ управления механизмом передвижения подвешенного на канате груза/Л.Б.Ыасандил о в//Б.И.19851 № 12.

75. A.c. 1053443 СССР." Устройство для демпфирования колебаний грузозахватного органа крана/Л.Б.Иасандилов//В.И.1985, № 17,

Подписано к печати Л— ¡^гУ'

.1. ^^ Тйрлж /¿ 'с? Ззкл.7 X/3 Посп-итна.

Типография М'чИ Kpat'H'ihO,iapMttü.iiH, l.'l