автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Управление режимами пуска асинхронных электроприводов горных и транспортных машин

На правах рукописи

ПЕРЕВЕРЗЕВ СЕРГЕЙ СЕРГЕЕВИЧ

УПРАВЛЕНИЕ РЕЖИМАМИ ПУСКА АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ГОРНЫХ И ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН

Специальность 05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово - 2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет»

Научный руководитель -

доктор технических наук, доцент Каширских Вениамин Георгиевич Официальные оппоненты -

доктор технических наук, доцент Матвеев Виктор Николаевич кандидат технических наук Иванов Виктор Лукич

Ведущая организация: ОАО «Угольная компания «Кузбассуголь»

Защита состоится 20 апреля 2006 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.102.01 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет» по адресу:

650026, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28. Факс: (3842) 36-16-87

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет».

Автореферат разослан 17 марта 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Каширских В.Г.

Д,00£А

■--з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Асинхронный электродвигатель с короткозамк-нутым ротором (АД), в связи с конструктивной простотой и высокими энергетическими показателями, получил широкое распространение во многих отраслях промышленности. Например, АД применяется в большинстве нерегулируемых электроприводов подземных горных и транспортных машин (ГТМ) - проходческих и очистных комбайнах, конвейерах, погрузочных машинах и т.д.

Режим работы ГТМ характеризуется непрерывным изменением нагрузки на исполнительных органах, частыми процессами пуска и торможения приводов. Развиваемые в процессе пуска АД знакопеременные электромагнитные переходные моменты приводят к увеличению уровня динамической нагруженно-сти электропривода и вызывают удары и деформации в элементах трансмиссии с интенсивным их износом и поломками, в результате чего снижается надёжность и ресурс ГТМ.

Возникающие при пуске АД переходные токи являются основной причиной ускоренного износа и повреждения изоляции статорной обмотки электродвигателей, вследствие значительных электродинамических, электромеханических усилий, а также интенсивного термического старения.

Таким образом, частые неуправляемые пуски являются одной из основных причин сокращения срока службы и преждевременного выхода из строя электроприводов ГТМ.

Решение этой проблемы возможно за счет оснащения ГТМ частотно -регулируемым электроприводом (ЧРЭП) или применением устройств управления пуском АД (УУП). Создание ЧРЭП во взрывозащищенном рудничном исполнении представляет в настоящее время достаточно сложную техническую задачу (охлаждение силовых полупроводниковых приборов, защита от токов утечки, проблема «длинного кабеля» и т. д.). Кроме того, он является более дорогостоящим по сравнению УУП, поэтому его использование для управления состоянием АД в пусковых режимах может быть ряде случаев нецелесообразным.

Вопросами, связанными с изучением пусковых режимов асинхронных электродвигателей, занимались И.Я. Браславский, Е.К. Ещин, Е.А. Казовский, К.П. Ковач, И.П. Копылов, В.А. Ладензон, Л.Б. Масандилов, A.M. Мейстель, И.И. Петров, Л.П. Петров, Р.Г. Подзолов, И. Рац, И.И. Трещев, М.М. Соколов, В.А. Шубенко и многие другие. Этими учеными разработана теория поведения АД в динамических режимах работы, в частности, в процессе пуска, разработаны методы исследования асинхронного электропривода в переходных режимах, сформулированы принципы управления пуском АД, предложены различные способы управляемого пуска АД и реализующие их устройства.

Однако, несмотря на полученные результаты, исследование комплекса вопросов, связанных с управлением режимами пуска асинхронного электропривода с учётом электромагнитных переходных явлений, нельзя считать законченным и его продолжение прсдставляетсЙ'жт^аадщщ^ЕТтавтоящий момент времени. I БИБЛИОТЕКА /

4

Задача управления пуском АД зачастую рассматривается обособленно, без рассмотрения всего электротехнического комплекса ГТМ, в состав которого АД входит как объект управления. В тоже время, пуск АД электропривода ГТМ происходит в условиях электрической сети ограниченной мощности, при этом питание электродвигатель получает через протяжённую кабельную сеть. Следствием этой особенности является значительное снижение напряжения на зажимах запускаемого АД под действием пусковых токов, величина которых определяется параметрами электродвигателя и сети электроснабжения, а длительность - характером нагрузки на валу, формируемой механической частью ГТМ в пусковом режиме.

Таким образом, несомненный практический и научный интерес представляет задача исследования эффективности способов управляемого пуска АД электротехнического комплекса ГТМ, с учетом его особенностей.

В последние годы во многих отраслях промышленности происходит внедрение полупроводниковых устройств управления пуском, представляющих собой тиристорные преобразователи напряжения с фазовым или квазичастотным управлением. Однако в связи с развитием силовой полупроводниковой техники появилась возможность создавать компактные и надёжные устройства управляемого пуска АД на основе полностью управляемых силовых полупроводниковых приборов, позволяющие использовать другие импульсные способы регулирования переменного напряжения, с более высокими энергетическими показателями.

Поэтому актуальной задачей также является разработка новых способов и устройств управляемого пуска, с целью снижения уровня динамической на-груженности элементов электропривода ГТМ и повышения его надежности.

Пель работы - исследование условий формирования благоприятного пуска нерегулируемых асинхронных электроприводов горных и транспортных машин для разработки и настройки полупроводниковых пусковых устройств, предназначенных для повышения функциональной надёжности приводов.

Идея работы заключается в использовании аналитических исследований, математических моделей электротехнических комплексов горных и транспортных машин и их отдельных компонентов, а также результатов компьютерного моделирования для выявления эффективности известных и разработки новых способов управляемого пуска АД с последующей проверкой полученных результатов в лабораторных и промышленных условиях.

Задачи исследований:

- провести анализ существующих способов управляемого пуска асинхронного электропривода;

- выбрать математическую модель АД и преобразовать ее к виду, удобному для использования в аналитических исследованиях и при компьютерном моделировании переходных процессов при пуске АД;

- провести аналитические исследования математической модели АД для определения зависимостей, использование которых позволит при управляемом пуске уменьшить динамическую составляющую переходного электромагнитного момента и величину пускового тока;

5

- разработать алгоритм управления состоянием АД для обеспечения благоприятного пуска;

- разработать интегрированную математическую модель электротехнического комплекса ГТМ;

- разработать программное обеспечение и провести компьютерное моделирование различных способов пуска АД;

- разработать испытательный стенд для экспериментальною исследования электромеханических переходных процессов при управляемом пуске АД;

- разработать полупроводниковые устройства управления пуском и программное обеспечение для их управления и защиты, реализующие эффективные способы управления пуском и произвести экспериментальную проверку полученных алг оритмов управления;

- провести сравнительный анализ эффективности различных способов управления состоянием электроприводов ГТМ в пусковых режимах.

Методы исследований. Научные и практические результаты диссертационной работы получены с использованием следующих основных методов:

- теории обобщенной электрической машины для анализа процессов, происходящих в АД;

- метода скоростного градиента для построения алгоритма управления состоянием АД в процессе пуска;

- методов аналитического и численного решения систем дифференциальных уравнений;

- компьютерного моделирования процессов в АД и электротехническом комплексе ГТМ с использованием полученных алгоритмов для различных способов пуска.

Основные научные положения.

1. Использование линеаризованной математической модели АД позволяет установить аналитическую зависимость между начальной амплитудой знакопеременной составляющей переходного электромагнитного момента, параметрами асинхронного электродвигателя и постоянной времени нарастания приложенного напряжения для реализации благоприятного пуска АД.

2. Использование математической модели электротехнического комплекса «силовой трансформатор - кабель - устройство управления пуском -асинхронный электродвигатель - рабочий орган ГТМ» является основой для анализа динамических процессов в электроприводах ГТМ при управляемом пуске приводных электродвигателей.

3. Алгоритм управления пуском АД, полученный на основе метода скоростного градиента, позволяет значительно уменьшить динамическую составляющую переходного электромагнитного момента.

4. Применение полностью управляемых полупроводниковых ключей позволяет создавать устройства управления пуском АД, имеющие более высокие энергетические и динамические показатели, а также управлять состоянием АД в пусковом режиме способами, недоступными устройствам с естественной коммутацией полупроводниковых ключей.

Научная новизна.

1. Разработана математическая модель системы «устройство управления пуском - асинхронный электродвигатель», позволяющая исследовать динамические процессы в системе с учетом состояния полупроводниковых коммутационных элементов.

2. Разработана интегрированная математическая модель, описывающая электротехнический комплекс, состоящий из компонентов: силовой трансформатор - кабель - устройство управления пуском - асинхронный электродвигатель - рабочий орган скребкового конвейера.

3. Получена аналитическая зависимость, определяющая возможность снижения начальной амплитуды знакопеременной составляющей электромагнитного переходного момента в зависимости от величины постоянной времени при экспоненциальном нарастании приложенного напряжения, с учетом параметров ЛД.

4. Разработаны алгоритмы реализации законов управления пуском и программное обеспечение, позволяющие путем компьютерного моделирования исследовать переходные процессы при управляемом пуске ЛД.

5. Получен закон изменения питающего напряжения для благоприятного пуска асинхронного электродвигателя на основе метода скоростного градиента.

Практическая ценность работы состоит в том, что её результаты могут быть использованы:

- при разработке и настройке полупроводниковых устройств для реализации благоприятного пуска АД;

- при моделировании переходных процессов в сети электроснабжения, содержащей систему «устройство управления пуском - асинхронный электродвигатель»;

- для исследования переходных пусковых процессов в электроприводе скребкового конвейера;

- для выбора наиболее эффективного способа управления пуском АД конкретного электропривода.

Разработаны также устройства управления пуском АД с различными полупроводниковыми ключами и программное обеспечение для управления и защиты.

Достоверность научных положений и выводов подтверждена результатами вычислительных экспериментов на ЭВМ, а также экспериментальной проверкой на испытательном стенде на кафедре электропривода и автоматизации Кузбасского государственного технического университета и результатами промышленных испытаний в условиях обогатительной фабрики ОАО «Шахта Заречная» и поверхностного технологического комплекса ОАО «Шахта Березовская» в Кузбассе.

Устройство для благоприятного пуска АД принято к внедрению в НИИ взрывозащищенных электрических машин (г. Кемерово).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на Всероссийской научно-практической конференции «Автоматизированный электропривод и промышленная электро-

7

ника в металлургической и горно-топливной отраслях» («АЭПЭ-2004», г. Новокузнецк, 2004 г.), XVIII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» («ММТТ-18», г. Казань, 2005 г.), X Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» («Сибресурс 2004», г. Кемерово 2004 г.), Международной научно-практической конференции «Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности» (г. Кемерово, 2004 г.), Международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии» (г. Томск, 2005 г.), на ежегодных научных конференциях Кузбасского государственного технического университета (г. Кемерово, 2002-2005 гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 13 печатных работ.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, приложений и содержит 160 страниц текста, 69 рисунков, 2 таблицы и список литературы из 120 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, определены научная новизна и практическая ценность результатов исследований.

В первой главе приведена краткая характеристика режимов работы горных и транспортных машин. Рассмотрены основные причины, приводящие к неисправностям приводных асинхронных электродвигателей, элементов трансмиссии и других механических узлов ГТМ.

На основании литературных источников и технической документации отечественных и зарубежных производителей устройств управляемого пуска АД проведен анализ реализуемых ими способов управления, а также определены области их применения и решаемые задачи. В подавляющем большинстве случаев, выпускаемые различными производителями устройства управления пуском АД представляют собой тиристорный преобразователь напряжения с фазовым или квазичастотньтм управлением.

Данные устройства используют способы управления пуском, основап-ные на ограничении скорости нарастания приложенного к АД напряжения и ю-коограничении с обратной связью по току, при этом достигается снижение знакопеременной составляющей переходного электромагнитного момента и величины пускового тока. Для создания повышенного пускового момента применяется комбинированный способ, использующий непосредственное подключение электродвигателя к сети с последующим переводом его в один из режимов управления с нарастанием напряжения. Для решения подобной задачи, а также для получения низких скоростей, в последнее время широко используется квазичастотное управление.

В завершении первой главы сформулированы основные задачи, решаемые в диссертационной работе.

8

Вторая глава посвящена анализу математических моделей АД, а также исследованию переходных процессов при пуске АД.

Основой для математического исследования электромеханических переходных процессов пуска асинхронного электропривода принята математическая модель АД в виде:

us=^ + URs +ja>Ky/s; Мм= -pnLmIm(is-i'r);

dt ¿

~ur^ + lrRr+j(coK-co3J¡)yFr; =

где is,ir~ мгновенные значения обобщенных пространственных векторов токов стагора к ротора, соответствующие мгновенным фазным значениям этих величин; у/ь ,\j7r - обобщенные пространственные векторы потокосцеплений статора

и ротора; м4, иг - обобщенные пространственные векторы напряжений статора и ротора; Rs, Rr - активные сопротивления обмоток статора и ротора; Lm - взаимная индуктивность между статорными и роторными обмотками; р„ - число пар полюсов; Мэм - электромагнитный момент, развиваемый электродвигателем; Ме - момент сил сопротивления на валу электродвигателя; J - суммарный момент инерции ротора и приводимого в движение механизма; сок - скорость вращения системы координат; соэд- электрическая частота вращения ротора.

Эта модель получила наибольшее распространение в задачах анализа режимов работы АД и построения систем управления асинхронных электроприводов. В литературе отмечается ее достаточная адекватность для решения многих теоретических и практических задач при условии точного задания значений параметров АД.

На основании анализа поведения АД при пуске, проведенных аналитических исследований электромагнитных переходных процессов, вызванных коммутационными операциями, а также компьютерного моделирования динамики пуска АД, в работе рассмотрены процессы формирования переходных электромагнитных моментов и токов и проанализированы причины их возникновения. Получены аналитические выражения для свободных и вынужденных составляющих переходных токов и электромагнитного момента в форме, удобной для использования в дальнейших исследованиях электромагнитных переходных процессов в АД при нарастании приложенного напряжения.

Здесь также рассмотрены особенности реализации фазового и квазичастотного управления пуском АД и приведены характеристики режимов пуска асинхронного электродвигателя ДКВ45 прямым включением в сеть, ограничением нарастания приложенного напряжения, изменением амплитудного значения питающего напряжения (двухступенчатое изменение угла управления в процессе пуска), созданием ненулевых начальных электромагнитных условий (пофазный пуск), а также при токоограничении (управление с обратной связью по току) и при квазичастотном пуске (рис. 1 - рис. 6). Данные характеристики получены при компьютерном моделировании перечисленных способов управляемого пуска с использованием математической модели «устройство управле-

9

ния пуском - асинхронный электродвигатель». Также приводятся результаты компьютерного моделирования квазиоптимального способа пуска АД, разработанного в КузГТУ (рис. 7).

Рис. 1. Неуправляемый пуск

Рис. 2. Пуск ограничением нарастания приложенного напряжения

> .1, Ч(Им') / М i * ... ..)

- г,Ш< 1

ЛШШПгиуТ» * 1

"Г . \]

•

0,1 ал 0.1 0,4 0/ 0,7 0.1

0,6 0,7

Рис. 3. Пуск с изменением амплитудно- Рис. 4. Пуск с созданием ненулевых наго значения питающего напряжения чальных электромагнитных условий

.' .г. "::. г..::.;- :Р\г .

и(нт}

1 "

0 0,1 ОД 0,3 0,4 0,3 0,6 0,7 0,8

Рис. 5. Пуск с токоограничением

Рис. 6. Квазичастотный пуск

В результате проведенных исследований на основе компьютерного моделирования установлено, что управляемый пуск приводит к снижению динамической составляющей электромагнитного момента. При этом, с позиции ограничения знакопеременной составляющей переходного момента и формиро-

10

вания повышенного пускового момента, наиболее эффективными являются квазиоптимальный и пофазный способы пуска.

Применение квазичастотного управления позволяет также получить повышенный пусковой момент, однако при этом амплитуда колебаний электромагнитного момента может превосходить величину критического момента, что приведет к значительным механическим напряжениям в активных элементах машин. Данный вид управляемого пуска может быть применен в тех случаях, когда другие способы не могут обеспечигь пуск тяжелонагруженного асинхронного электропривода.

С позиции плавного выбора зазоров в трансмиссии, за счет постепенного увеличения крутящего момента, наиболее целесообразными является применение пуска ограничением нарастания напряжения. Помимо этого, данный способ приводит к ограничению ударного значения пускового тока.

Для ограничения величины пускового тока наиболее эффективным является использование управления с токоограничением, однако при этом снижается развиваемый электродвигателем момент. Увеличение пускового момента возможно только за счет увеличения уставки токоограничения, что приводит, однако, к снижению эффекта от токоограничения, поэтому область применения данного способа ограничивается малонагруженными электроприводами.

Третья глава посвящена исследованию влияния постоянной времени при экспоненциальном законе нарастания питающего напряжения на ограничение знакопеременной составляющей электромагнитного переходного момента, а также синтезу алгоритма управления пуском АД на основе метода скоростного градиента.

Наихудшим случаем является пуск АД с заторможенным ротором, когда максимальными являются длительность переходного процесса и значения переходных токов и моментов. Поэтому методы ограничения знакопеременной составляющей переходного момента, полученные для этого режима, будут также справедливы и для других, более легких условий пуска.

Аналитическая зависимость переходного электромагнитного момента при нарастании приложенного напряжения имеет вид:

Мзм(() = -2ЬтРп 1т[ А0В0 + АдВ„ + А0В1 + А^В2 + АХВ0 + АГВУ + А,В, +

+ АуВ2 + Л,В0 + А]В„ + А, В, + А]В2 + А2В0 + А2ВУ + А2В, + А2В2], где А о, В0 - вынужденные составляющие вектора тока статора и вектора сопряженного с вектором тока ротора; А„ В„ - составляющие, вызванные нарастанием напряжения с постоянной времени Т; А/, В/ - быстро затухающие состав-

11

ляющие с коэффициентом затухания ад А2, В2 - медленно затухающие составляющие с коэффициентом затухания а2.

Выделив составляющие переходного момента, имеющие одинаковые коэффициенты затухания, электромагнитный момент можно представить как сумму составляющих вида:

Мк(О = -Ьяр„1т[АдВ0];

М5 (О = — Ьтрп 1т[ А0В2 + А2В0 ];

М,0) = -1тр„1т[АуВг];

мб(0 = -2^тРп М¿1^2 + ¿2*1]:

М2«) = -1трпЩЛ,В1] = 0; М7(0 = -Ьтрп1т[А1>В0+А0Ву]; М3О) = -1тРп1т[А2В2] = 0; М,(1) = ~£тРп 1т[АчВ, +

М40) = -1трп 1т[А0В, + А,В0]; М9(1) = -ЬтРп 1т[АуВ2 + А2ВУ].

При анализе данных составляющих установлено (рис. 8), что наиболее значимыми составляющими являются вынужденная составляющая М\ (момент короткого замыкания), составляющая вызванная взаимодействием медленно затухающих апериодических токов с установившимися, а также составляющая М7, определяемая

взаимодействием выпужден-Рис. 8. Переходный электромагнитный мо- ных составляющих и состав_

мент и его составляющие при нарастании ляющих переходных токов, приложенного напряжения обусловленных нарастанием

напряжения с постоянной времени Т. В первом приближении переходный электромагнитный момент можно представить как сумму этих составляющих Мэм} (рис. 9,а).

Было установлено, что увеличение постоянной времени Т приводит к снижению амплитуды колебаний знакопеременной составляющей электромагнитного момента М5 и не влияет на их частоту и декремент затухания (на рис. 9,6 линия 1 - прямое подключение статорной обмотки к сети, 2 - при управлении нарастанием напряжения). При этом амплитуда колебаний снижается по сравнению с прямым подключением статорной обмотки к сети раз, где Ыт определяется в соответствии с выражением:

12

Мп=Та0^(ат-а2)2 + 1,

0)

где «2 - коэффициент затухания медленно затухающей составляющей переходного тока; ат - величина обратная Тсо0.

Нарастание вынужденной составляющей момента практически полностью определяется составляющей момента М7 и её коэффициентом затухания равным ат (рис. 9,а).

На рис. 9,в представлены результаты моделирования пуска электродвигателя ЭДК04-4МУ5 с дополнительной маховой массой при нарастании напряжения с 7М),032 с, что соответствует десятикратному уменьшению знакопеременной составляющей в соответствии с выражением (1). При этом достигается ограничение электромагнитного переходного момента по сравнению с прямым пуском (линия 1), как для случая с неподвижным ротором (линия 3), так и при изменении частоты вращения ЛД (линия 2).

Для решения задачи минимизации динамической составляющей электромагнитного момента асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором при пуске в работе используется метод скоростного градиента.

Математическая модель АД, представленная в виде линейной по входам системы, в этом случае имеет вид:

х = А{х) + В{х)и, (2)

Рис. 9. Переходные электромагнитные моменты при нарастании приложенного напряжения

где * = [у/1х у1у у/2х ц/2у со]Т; Ч,1х>У1у<Ч/2х'У/2у ~ составляющие пото-косцеплепий статора и ротора по осям 3 £

х,у,М = ~Рп у/1ущ2х - у/1ху/2у) -

электромагнитный момент, развиваемый электродвигателем; В(х)-[]ООО0]; и = 1/т;

А(х) =

Л л

—ГГУ>1х+ТтКУ2Х+<»оЧ'1У

А» ь.

к,

"а*"

+ 77кг¥2у-Щ¥1х

13

Целью управления является стабилизация электромагнитного момента и модуля вектора потокосцепления статора. Локальный целевой функционал имеет вид:

з)

где у = [М у2, ]т - вектор регулируемых величин;

* г • г* »2 ,7

у - [М ц/, ] - вектор задающих воздействий; Н -единичная матрица размерностью 2x2; цг] - + уг* -квадрат модуля вектора

потокосцепления статора; М*, у/*2- соответственно заданные значения электромагнитного момента и квадрата модуля вектора потокосцепления статора.

Для модели, линейной по управлению, и квадратичного локального целевого функционала алгоритм скоростного градиента имеет вид:

^г-ГВ(Х?Стн\у-у) (4)

д Л

- 77 У/2х + -¡Тк^1х +(а>0- Р<а)Ч>2у

г г

Л Л

- 77¥2у + -угк^1у -((»0- Ра})у/2х

]-(М-Мс)

где Г - симметричная положительно определенная матрица; С -

ду(х) 8х

- мат-

рица Якоби для вектора регулируемых величин.

При совместном решении уравнений (2), (3), (4) получен алгоритм управления:

^ = -У[2у1х(¥] - щ 2) - Щ2у(М - М*)],

(5)

где У - положительное действительное число.

Апробация полученного алгоритма управления путем компьютерного моделирования переходных процессов для двигателя 4А80А4УЗ на персональном компьютере показала, что электромагнитный момент в этом случае имеет гораздо меньшие пульсации, чем при использовании пуска прямым включением в сеть.

Для практической реализация данного способа пуска можно использовать широтно-импульсное регулирование напряжения (ШИМ - пуск).

В четвертой главе описан синтез интегрированной математической модели электротехнического комплекса ГТМ, в составе: силовой трансформатор, кабель, устройство управления пуском, асинхронный электродвигатель:

« -ц +Я 1шТ

& ь$т

ж

= и

¿гр

•*Т 7 1а0

14

¿Ута _ г, Ья К

- /м»^; = яг - + Р0)уга;

= 1 Ж сгтЬгТ +аЬ + Ьк

[ио ~ е*тА т+ + Кк Ал ~ егА ]•

Л.

~ = —----[ "о - е,твКв - егВ ] ■>

м ат1гт +<т1 + 1к

сИ

5С

Л атЬгТ +аЬ + Ьк

з и

I«о " е*тс-(Хгт+К; + Кк Кс - егС ]•' 1

Мэм -УгрКа); Ча = Кр = ^(Чй ~

еьТА'

. ^тТ .

езТС

иБТ

-тТ

Л

еьТВ -

итТ ^ь Т

Ыу/аТа , Уз

2 Л

Л

егВ~

кт

1 <1узТа VI

2 Л

Л

• егА =

-'тТ

чт

ч т

1 йуга , VI {¡V,

'Р

2 Ж 2 &

■ егС

^тТ ¿,7

Л

2 <Й

VI Луг13

' 2 Л

При дополнении данной модели математической моделью рабочего органа конкретной машины появляется возможность исследовать эффективность выбранного способа пуска её приводных электродвигателей. В работе исследуется вопрос управления пусковыми режимами электропривода скребкового конвейера (СК), для которого проблема благоприятного пуска является особенно острой.

Математическая модель рабочего органа СК представлена совокупностью отдельных элементарных звеньев, в состав которых входят: масса, упругий элемент и демпфирующий элемент, обусловленный действием сил вязкого грепия (см. рис. 10).

fnp

тк-1

N

/к+1

Рис. 10. Дискретное представление рабочего органа СК

15

На каждую массу элементарного звена {к-й элемент), действуют упругие силы со стороны соседних элементов Л 1 = ку(хк_; -хк-Ь0) и /*+1 ~^у(хк ~хк+1 силы внешнего (сухого) трения/„рМ, зависящие от

скорости перемещения звена V*, тангенциальная составляющая силы тяготения /т ~ т8' Р' величина которой определяется положением конвейера, а также сила реакции опоры N (става конвейера) и радиальная составляющая силы тяготения т^-совр.

Уравнения движения рабочего органа скребкового конвейера при этом имеют следующий вид:

Ло_„ . ,г г т )кУ .

Л т кпрт„р тпр

^- = ^1;^- = [ку(х0-х1-10)-ку(х,-х2-Ь0)-/тр(г1)-/т]/т1;

^ = *к;^ = [ку(хк_,-хк-10)-ку(хк-хк+,-10)-/т/ук)-/т]/тк;

■ = — = [Ьу (4-1 - Ч-10 ) -/тр ("к ) -/■ ] Г «ЛГ;

/РГ ЯГ 1,

где х*, тк - соответственно координата, скорость движения и масса к-то элемента; Ь0 - длина элементарного звена; ку - коэффициент упругости (жесткости) элементарного звена.

Усилие, передаваемое со стороны приводного электродвигателя, Мэм1„

-—, задаётся через начальную координату х0 системы. Здесь Мэм - элек-

В-пртпр

тромагнитный момент электродвигателя; гр - передаточное отношение редуктора; тпр - приведенная масса вращающихся частей привода; Япр радиус приведения.

При наличии одной приводной станции между ведущей звёздочкой и сбегающей ветвыо цепи существует провисание цепи, поэтому на первый элемент системы действуют усилия только со стороны приводного электродвигателя и последующего элементарного звена, а на последнее звено X/, системы действует усилие только со стороны предпоследнего звена.

В случае, когда на конвейере установлены два привода - один в головной, а другой в хвостовой части става, движение крайних звеньев рабочего органа х0 и хм определяется как усилиями со стороны приводных электродвигателей, так и упругими усилиями со стороны соседних звеньев.

Результаты компьютерного моделирования динамических процессов в СК при управляемом пуске приводного электродвигателя различными способами показали, что наилучшие результаты, с позиции ограничения знакопеременных электромагнитных моментов, позволяет получить применение квазиоптимального и пофазного пуска (рис.11).

16

Рис. 11. Переходные моменты при прямом пуске (1), при квазиоптимальном пуске(2), при пафазной подаче напряжения (3), при ШИМ- пуске (4)

В пятой главе приведено описание разработанных устройств управления пуском АД (принципиальные электрические схемы силовой части, системы управления, схемы формирования импульсов управления), выполненных с применением в силовой схеме транзисторов, однооперацион-ных и двухоперационных тиристоров, результаты их лабораторных испытаний. Здесь же рассмотрена аппаратная и программная части разработанного компьютеризированного испытательного стенда.

Стенд включает в себя испытуемый двигатель, нагрузочный генератор постоянного тока, пускозащитный коммутационный блок, датчики тока типа LA-100P и датчики напряжения в виде резистивных делителей, датчик частоты вращения ротора и персональный компьютер с платой сопряжения ЛА2М2, а также специально разработанное программное обеспечение.

Для измерения частоты вращения используется инкрементальный шифратор приращений RVI58N011K1A31N-02048 с выходным логическим сигналом, имеющий 2048 импульсов на оборот по двум каналам, что позволяет получить разрешающую способность до 0,044 градуса, и, таким образом, не только получать данные о частоте вращения ротора с высокой точностью, но и с помощью информации об ускорении ротора определять динамический момент в переходных режимах.

Для сопряжения датчиков с компьютером используется плата АЦП типа JIA-1,5PCI, которая содержит в себе внутренний программируемый таймер и буфер типа FIFO, что позволяет осуществлять непрерывную дискретизацию и периодическую передачу данных по шине PCI в персональный компьютер.

На рис. 12 представлена функциональная схема транзисторного устройства управления пуском АД. Силовая часть (СЧ) устройства выполнена на полностью управляемых ключах пере-Рис. 12. Функциональная схема менного напряжения, состоящих из двух транзисторного устройства управ- встречно включенных силовых транзи-ляемого пуска АД сторов, зашунтированных обратными

17

диодами. Управление ключами силовой части осуществляется от микропроцессорной системы управления {МСУ) через формирователь импульсов управления (ФИУ), в котором управляющий сигнал усиливается по мощности, а также осуществляется гальваническая развязка слаботочной и силовой части УУП. Для защиты от токов короткого замыкания, перегрузок по току и обрыва фаз электродвигателя УУП имеет систему защиты (СЗ), которая в зависимости от сигналов, поступающих с датчиков тока, выдаёт сигнал МСУ на отключение электродвигателя (А/7) от питающей сети. Характер произошедшей аварийной ситуации, а также меню выбора режима работы УУП (закон управления пуском, установка уставок срабатывания защит, настройка параметров пуска, и т.д.) выводится на устройство отображения информации (УОИ) Управление УУП может осуществляться как с пульта управления (/ТУ), так и о г компьютера.

Экспериментальные исследования (рис. 13) показали, что управляемый пуск приводит к уменьшению динамической составляющей пускового момента АД, а сравнительный анализ результатов, полученных для разных способов пуска, позволил сделать вывод о том, что из рассмотренных способов для уменьшения колебательности момента при пуске нерегулируемого асинхронного электропривода наиболее предпочтительны пофазный и квазиоптимальный способы. Перспективным также является пуск АД с ШИМ - регулированием питающего напряжения на основе алгоритма, полученного методом скоростного градиента.

300 340 380 420

Рис. 13. Изменение частоты вращения (у>) и ускорения ротора (е) при пуске электродвигателя 4АМ80А4СУразличными способами: а) пуск прямым подключением к сети; б) пофазная подача напряжения; в) квазиоптимальный

пуск; г) ШИМ-пуск

18

В приложениях приведены результаты компьютерного моделирования различных способов управления пуском АД, справки об испытаниях и внедрении, акты и протоколы промышленных испытаний тиристорного устройства управляемого пуска АД.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена задача, имеющая существенное значение для повышения эксплуатационной надежности нерегулируемых асинхронных энектроприводов ГТМ и других промышленных установок.

Основные результаты выполненных исследований заключаются в следующем:

1. Разработана математическая модель системы «устройство управления пуском - асинхронный электродвигатель», позволяющая исследовать динамические процессы в системе с учетом состояния полупроводниковых коммутационных элементов.

2. Разработана математическая модель электротехнического комплекса «силовой трансформатор - кабель - устройство управления пуском - асинхронный электродвигатель - рабочий орган скребкового конвейера», позволяющая исследовать динамические процессы в данной системе.

3. Разработаны алгоритмы реализации законов управления пуском и программное обеспечение, позволяющие путем компьютерного моделирования исследовать переходные процессы при управляемом пуске АД.

4. Проведены исследования эффективности различных способов управляемого пуска АД с позиций ограничения переходных токов и электромагнитного момента, в частности, для асинхронного электропривода скребкового конвейера.

5. Проведепы аналитические исследования процесса формирования переходного момента и токов при непосредственном подключении АД к сети и при нарастании приложенного напряжения, на основании которых получена зависимость, связывающая коэффициент снижения амплитуды колебаний знакопеременной составляющей электромагнитного момента, постоянную времени нарастания напряжения и параметры электродвигателя, которая может быть использована при настройке параметров управляемого пуска АД.

6. Получен закон изменения питающего напряжения для благоприятного пуска асинхронного электродвигателя па основе метода скоростного градиента.

7. Разработан компьютеризированный испытательный стенд и система сбора информации с программным обеспечением для исследования управляемого пуска АД.

8. Разработаны и изготовлены опытные образцы устройств управляемого пуска АД с различными полупроводниковыми ключами и проведены их лабораторные и промышленные испытания, подтвердившие полученные теоретические результаты.

19

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Универсальный компьютеризированный испытательный стенд / В.Г. Каширских, В.М. Завьялов, A.B. Нестеровский, С.С. Переверзев // Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в металлургической и горно-топливной отраслях: Труды Второй Всероссийской пауч - практ. конф. / Под общ. ред. В.Ю. Островлянчика, П.Н. Кунинина. - Новокузнецк: изд-во Сиб-ГИУ, 2004. - С. 90-93.

2. Каширских В.Г. Управление динамикой пуска нерегулируемых асинхронных электроприводов горных машин / В.Г. Каширских, С.С. Переверзев // Вестн. КузГТУ, 2005. - № 2. - С. 33-35.

3. Каширских В.Г. Формирование алгоритма управления плавным пуском асинхронного электродвигателя на основе метода скоростного градиента /

B.Г. Каширских, В.М. Завьялов, С.С. Переверзев // Вестн. КузГТУ, 2005. - № 2 -

C. 7-9.

4. Анализ шумов измерительной схемы при динамической идентификации асинхронного двигателя / В.Г. Каширских, В.М. Завьялов, A.B. Нестеровский, С.С. Переверзев // Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в металлургической и горно-топливной отраслях: Труды Второй Всероссийской науч.-практ. конф. / Под общ. ред. В.Ю. Островлянчика, П.Н. Кунинина. - Новокузнецк: изд-во СибГИУ, 2004. - С. 93-97.

5. Каширских В.Г. Сравнительный анализ способов плавного пуска асинхронных электроприводов горных машин / В.Г. Каширских, С.С. Переверзев // М., Горный информационно-аналитический бюллетень, 2005. - № 10. -С. 308-311.

6. Компьютеризированный испытательный комплекс для динамической идентификации взрывозащшцепных асинхронных электродвигателей / В.Г. Каширских, В.М. Завьялов, A.B. Нестеровский, С.С. Переверзев // Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности: Труды Международной науч.-практ. конф. - Кемерово, 2004. - С.145-146.

7. Функциональный контроль состояния асинхронных элек1родвигателей горных машин / В.Г. Каширских, В.М. Завьялов, A.B. Нестеровский, С.С. Переверзев // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири «Сибресурс-2004»: Материалы 10-й Международной науч.- пракь конф. / Под общ. ред. Ю.А. Антонова и др. - Кемерово: изд-во КузГТУ, 2004. - С. 150-152.

8. Улучшение пусковых режимов нерегулируемых асинхронных электродвигателей горных машин / В.Г. Каширских, В.М. Завьялов, A.B. Нестеровский, С.С. Переверзев // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири «Сибресурс-2004»: Материалы 10-й Международной науч.-практ. конф. / Под общ. ред. Ю.А. Антонова и др. - Кемерово: изд-во КузГТУ, 2004. - С. 173-175.

9. Способ пуска асинхронного электродвигателя / Е.К. Ещин, В.Г. Каширских, И.А. Соколов, С.С. Переверзев // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-18: Сб. трудов 18-й Международ, науч. конф.: в 10 т. Т.5. Секция 5 / Под общ. ред. B.C. Балакирева. - Казань: изд-во Казанского гос. тех-нол. ун-та, 2005. - С. 200-204.

20

10. Переверзев С.С. Устройство плавного пуска для нерегулируемых асинхронных электроприводов на полностью управляемых силовых полупроводниковых приборах // Вестн. КузГТУ, 2005.- № 2,- С. 30-33.

11. Каширских В.Г. Обеспечение плавного пуска нерегулируемого электропривода горно-транспортных машин / В.Г. Каширских, С.С Переверзев //Электромеханические преобразователи энергии: Материалы Международной науч.-техн. конф. Томск: ТПУ, 2005. - С. 229-232.

12. Каширских В.Г. Управление пуском одноприводного скребкового конвейера ! В.Г. Каширских, С.С Переверзев // Вестн. КузГТУ, 2005. - № 5. -С. 79-82.

13. Каширских В.Г. Моделирование работы системы «тиристорный преобразователь напряжения - асинхронный электродвигатель» / В.Г. Каширских, С.С. Переверзев // Вестн. КузГТУ, 2006. - № 1. - С. 51-55.

Подписано в печать

Формат 60 084/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ .

ГУ Кузбасский государственный технический университет. 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография ГУ Кузбасский государственный технический университет. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.

I

I

Ii

/

I

Д.006А

6474

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПУСКОВЫЕ РЕЖИМЫ НЕРЕГУЛИРУЕМЫХ АСИНХРОННЫХ г*' ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ГОРНЫХ И ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН.

1.1. Краткая характеристика режимов работы горных и транспортных машин.

1.2. Анализ существующих способов управления пуском нерегулируемых асинхронных электроприводов.

1.3. Задачи исследования.

ГЛАВА 2. ВЫБОР МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПУСКОВЫХ РЕЖИМОВ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

2.1. Методы исследования и выбор математической модели асинхронного электродвигателя.

2.2. Исследование переходных моментов и токов при неуправляемом пуске асинхронного электродвигателя.

2.3. Исследование способов управления пусковым режимом асинхронного электродвигателя.

2.3.1. Пуск с созданием ненулевых начальных электромагнитных условий.

Ш 2.3.2. Пуск ограничением скорости нарастания приложенного напряжения.

2.3.3. Пуск ограничением приложенного напряжения.

2.3.4. Квазичастотный способ управления пуском.

2.3.5. Управление пуском с токоограничением.

2.3.6. Квазиоптимальный способ управления пуском.

2.4. Анализ результатов исследования способов управления пуском л асинхронного электродвигателя.

2.5. Выводы по главе.

ГЛАВА 3. УПРАВЛЕНИЕ СОСТОЯНИЕМ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПРИ ПУСКЕ.

3.1. Исследование влияния величины постоянной времени нарастания напряжения на ограничение динамической составляющей переходного момента.

3.2. Синтез алгоритма управления состоянием асинхронного электродвигателя при пуске на основе метода скоростного градиента.

3.3. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. УПРАВЛЕНИЕ ПУСКОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА СКРЕБКОВОГО КОНВЕЙЕРА.

4.1. Математическая модель системы «устройство управления пуском — асинхронный электродвигатель».

4.2. Математическая модель рабочего органа скребкового конвейера.

4.3. Синтез математической модели «трансформатор - кабель — устройство управления пуском - асинхронный электродвигатель — рабочий орган скребкового конвейера».

4.4. Сравнительный анализ эффективности способов управления пуском.

4.5. Выводы по главе.

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

5.1. Устройство управления пуском асинхронного электродвигателя на операционных тиристорах.

5.2. Устройство управления пуском асинхронного электродвигателя на двухоперационных тиристорах.

5.3. Транзисторное устройство управления пуском асинхронного электродвигателя.

5.4. Испытательный компьютеризированный стенд.

5.5. Анализ результатов испытаний.

5.6. Выводы по главе.

Актуальность работы. Асинхронный электродвигатель с коротко-замкнутым ротором (АД), в связи с конструктивной простотой и высокими энергетическими показателями, получил широкое распространение во многих отраслях промышленности. Например, АД применяется в большинстве нерегулируемых электроприводов подземных горных и транспортных машин (ГТМ) — проходческих и очистных комбайнах, конвейерах, погрузочных машинах и т.д.

Режим работы ГТМ характеризуется непрерывным изменением нагрузки на исполнительных органах, частыми процессами пуска и торможения приводов. Развиваемые в процессе пуска АД знакопеременные электромагнитные переходные моменты приводят к увеличению уровня динамической нагруженности электропривода и вызывают удары и деформации в элементах трансмиссии с их интенсивным износом и поломками, в результате чего снижается надёжность и ресурс ГТМ.

Возникающие при пуске АД переходные токи являются основной причиной ускоренного износа и повреждения изоляции статорной обмотки электродвигателей, вследствие значительных электродинамических, электромеханических усилий, а также интенсивного термического старения.

Таким образом, частые неуправляемые пуски являются одной из основных причин сокращения срока службы и преждевременного выхода из строя электроприводов ГТМ.

Решение этой проблемы возможно за счет оснащения ГТМ частотно -регулируемым электроприводом (ЧРЭП) или применением устройств управления пуском АД (УУП). Создание ЧРЭП во взрывозащищенном рудничном исполнении представляет в настоящее время достаточно сложную техническую задачу (охлаждение силовых полупроводниковых приборов, защита от токов утечки, проблема «длинного кабеля» и т. д.). Кроме того, он является более дорогостоящим по сравнению УУП, поэтому его использование для управления состоянием АД в пусковых режимах может быть ряде случаев нецелесообразным.

Вопросами, связанными с изучением пусковых режимов асинхронных электродвигателей, занимались И.Я. Браславский, Е.К. Ещин, Е.А. Казовский, К.П. Ковач, И.П. Копылов, В.А. Ладензон, Л.Б. Масандилов, A.M. Мей-стель, И.И. Петров, Л.П. Петров, Р.Г. Подзолов, И. Рац, И.И. Трещев, М.М. Соколов, В.А. Шубенко и многие другие. Этими учеными разработана теория поведения АД в динамических режимах работы, в частности, в процессе пуска, разработаны методы исследования асинхронного электропривода в переходных режимах, сформулированы принципы управления пуском АД, предложены различные способы управляемого пуска АД и реализующие их устройства.

Однако, несмотря на полученные результаты, исследование комплекса вопросов, связанных с управлением режимами пуска асинхронного электропривода с учётом электромагнитных переходных явлений, нельзя считать законченным и его продолжение представляется актуальным и в настоящий момент времени.

Задача управления пуском АД зачастую рассматривается обособленно, без рассмотрения всего электротехнического комплекса ГТМ, в состав которого АД входит как объект управления. В тоже время, пуск АД электропривода ГТМ происходит в условиях электрической сети ограниченной мощности, при этом питание электродвигатель получает через протяжённую кабельную сеть. Следствием этой особенности является значительное снижение напряжения на зажимах запускаемого АД под действием пусковых токов, величина которых определяется параметрами электродвигателя и сети электроснабжения, а длительность - характером нагрузки на валу, формируемой механической частью ГТМ в пусковом режиме.

Таким образом, несомненный практический и научный интерес пред- . ставляет задача исследования эффективности способов управляемого пуска АД электротехнического комплекса ГТМ, с учетом его особенностей.

В последние годы во многих отраслях промышленности происходит внедрение полупроводниковых устройств управления пуском, представляющих собой тиристорные преобразователи напряжения с фазовым или квазичастотным управлением. Однако в связи с развитием силовой полупроводниковой техники появилась возможность создавать компактные и надёжные устройства управляемого пуска АД на основе полностью управляемых силовых полупроводниковых приборов, позволяющие использовать другие импульсные способы регулирования переменного напряжения, с более высокими энергетическими показателями.

Поэтому актуальной задачей также является разработка новых способов и устройств управляемого пуска, с целью снижения уровня динамической нагруженности элементов электропривода ГТМ и повышения его надежности.

Цель работы — исследование условий формирования благоприятного пуска нерегулируемых асинхронных электроприводов горных и транспортных машин для разработки и настройки полупроводниковых пусковых устройств, предназначенных для повышения функциональной надёжности приводов.

Идея работы заключается в использовании аналитических исследований, математических моделей электротехнических комплексов горных и транспортных машин и их отдельных компонентов, а также результатов компьютерного моделирования для выявления эффективности известных и разработки новых способов управляемого пуска АД с последующей проверкой полученных результатов в лабораторных и промышленных условиях.

Задачи исследований:

- провести анализ существующих способов управляемого пуска асинхронного электропривода;

- выбрать математическую модель АД и преобразовать ее к виду, удобному для использования в аналитических исследованиях и при компьютерном моделировании переходных процессов при пуске АД;

- провести аналитические исследования математической модели АД для определения зависимостей, использование которых позволит при управляемом пуске уменьшить динамическую составляющую переходного электромагнитного момента и величину пускового тока;

- разработать алгоритм управления состоянием АД для обеспечения благоприятного пуска;

- разработать интегрированную математическую модель электротехнического комплекса ГТМ;

- разработать программное обеспечение и провести компьютерное моделирование различных способов пуска АД;

- разработать испытательный стенд для экспериментального исследования электромеханических переходных процессов при управляемом пуске АД;

- разработать полупроводниковые устройства управления пуском и программное обеспечение для их управления и защиты, реализующие эффективные способы управления пуском и произвести экспериментальную проверку полученных алгоритмов управления;

- провести сравнительный анализ эффективности различных способов управления состоянием электроприводов ГТМ в пусковых режимах.

Методы исследований. Научные и практические результаты диссертационной работы получены с использованием следующих основных методов:

- теории обобщенной электрической машины для анализа процессов, происходящих в АД;

- метода скоростного градиента для построения алгоритма управления состоянием АД в процессе пуска;

- методов аналитического и численного решения систем дифференциальных уравнений;

- компьютерного моделирования процессов в АД и в электротехническом комплексе ГТМ с использованием полученных алгоритмов для различных способов пуска.

Основные научные положения.

1. Использование линеаризованной математической модели АД позволяет установить аналитическую зависимость между начальной амплитудой знакопеременной составляющей переходного электромагнитного момента, параметрами асинхронного электродвигателя и постоянной времени нарастания приложенного напряжения для реализации благоприятного пуска АД.

2. Использование математической модели электротехнического комплекса «силовой трансформатор - кабель - устройство управления пуском -асинхронный электродвигатель - рабочий орган ГТМ» является основой для анализа динамических процессов в электроприводах ГТМ при управляемом

• пуске приводных электродвигателей.

3. Алгоритм управления пуском АД, полученный на основе метода скоростного градиента, позволяет значительно уменьшить динамическую составляющую переходного электромагнитного момента.

4. Применение полностью управляемых полупроводниковых ключей позволяет создавать устройства управления пуском АД, имеющие более высокие энергетические и динамические показатели, а также управлять состояф нием АД в пусковом режиме способами, недоступными устройствам с естественной коммутацией полупроводниковых ключей.

Научная новизна.

1. Разработана математическая модель системы «устройство управления пуском — асинхронный электродвигатель», позволяющая исследовать динамические процессы в системе с учетом состояния полупроводниковых коммутационных элементов.

2. Разработана интегрированная математическая модель, описывающая электротехнический комплекс, состоящий из компонентов: силовой трансформатор - кабель - устройство управления пуском - асинхронный электродвигатель - рабочий орган скребкового конвейера.

3. Получена аналитическая зависимость, определяющая возможность снижения начальной амплитуды знакопеременной составляющей электромагнитного переходного момента в зависимости от величины постоянной времени при экспоненциальном нарастании приложенного напряжения, с учетом параметров АД.

4. Разработаны алгоритмы реализации законов управления пуском и программное обеспечение, позволяющие путем компьютерного моделирования исследовать переходные процессы при управляемом пуске АД.

5. Получен закон изменения питающего напряжения для благоприятного пуска асинхронного электродвигателя на основе метода скоростного градиента.

Практическая ценность работы состоит в том, что её результаты могут быть использованы:

- при разработке и настройке полупроводниковых устройств для реализации благоприятного пуска АД;

- при моделировании переходных процессов в сети электроснабжения, содержащей систему «устройство управления пуском - асинхронный электродвигатель»;

- для исследования переходных пусковых процессов в электроприводе скребкового конвейера;

- для выбора наиболее эффективного способа управления пуском АД конкретного электропривода.

Разработаны также устройства управления пуском АД с различными полупроводниковыми ключами и программное обеспечение для управления и защиты.

Достоверность научных положений и выводов подтверждена результатами вычислительных экспериментов на ЭВМ, а также экспериментальной проверкой на испытательном стенде на кафедре электропривода и автоматизации Кузбасского государственного технического университета и результатами промышленных испытаний в условиях обогатительной фабрики ОАО «Шахта Заречная» и поверхностного технологического комплекса ОАО «Шахта Березовская» в Кузбассе.

Устройство для благоприятного пуска АД принято к внедрению в НИИ взрывозащищенных электрических машин (г. Кемерово).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на Всероссийской научно-практической конференции «Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в металлургической и горно-топливной отраслях» («АЭПЭ-2004», г. Новокузнецк, 2004 г.), XVIII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» («ММТТ-18», г. Казань, 2005 г.), X Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» («Сибресурс 2004», г. Кемерово 2004 г.), Международной научно-практической конференции «Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности» (г. Кемерово, 2004 г.), Международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии» (г. Томск, 2005 г.), на ежегодных научных конференциях Кузбасского государственного технического университета (г. Кемерово, 2002-2005 гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 13 печатных работ.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, приложений и содержит 160 страниц текста, 69 рисунков, 2 таблицы и список литературы из 120 наименований.

Основные результаты выполненных исследований заключаются в следующем:

1. Разработана математическая модель системы «устройство управления пуском - асинхронный электродвигатель», позволяющая исследовать динамические процессы в системе с учетом состояния полупроводниковых коммутационных элементов.

2. Разработана математическая модель электротехнического комплекса «силовой трансформатор - кабель — устройство управления пуском - асинхронный электродвигатель - рабочий орган скребкового конвейера», позволяющая исследовать динамические процессы в данной системе.

3. Разработаны алгоритмы реализации законов управления пуском и программное обеспечение, позволяющие путем компьютерного моделирования исследовать переходные процессы при управляемом пуске АД.

4. Проведены исследования эффективности различных способов управляемого пуска АД с позиций ограничения переходных токов и электромагнитного момента, в частности, для асинхронного электропривода скребкового конвейера.

5. Проведены аналитические исследования процесса формирования переходного момента и токов при непосредственном подключении АД к сети и при нарастании приложенного напряжения, на основании которых получена зависимость, связывающая коэффициент снижения амплитуды колебаний знакопеременной составляющей электромагнитного момента, постоянную времени нарастания напряжения и параметры электродвигателя, которая может быть использована при настройке параметров управляемого пуска АД.

6. Получен закон изменения питающего напряжения для благоприятного пуска асинхронного электродвигателя на основе метода скоростного градиента.

7. Разработан компьютеризированный испытательный стенд и система сбора информации с программным обеспечением для исследования управляемого пуска АД.

8. Разработаны и изготовлены опытные образцы устройств управляемого пуска АД с различными полупроводниковыми ключами и проведены их лабораторные и промышленные испытания, подтвердившие полученные теоретические результаты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена задача, имеющая существенное значение для повышения эксплуатационной надежности нерегулируемых асинхронных электроприводов ГТМ и других промышленных установок.

1. Петров И. И. Специальные режимы работы асинхронного электропривода / И. И. Петров, А. М. Мейстель. М.: Энергия, 1968. - 264 с.

2. Кононенко Е. В. Электрические машины / Е. В. Кононенко, Г. А. Си-пайлов, К. А. Хорьков. М.: Высшая школа, 1975. - 279 с.

3. Электромагнитные переходные процессы в асинхронном электроприводе / М. М. Соколов, JI. П. Петров, JI. Б. Масандилов, В. А. Ладензон. -М.: Энергия, 1967.- 200 с.

4. Ещин Е. К. Моделирование электромеханических процессов многодвигательных электроприводов горных машин. Кемерово: КузГТУ, 1999. — 115 с.

5. Трещев И. И. Электромеханические процессы в машинах переменного тока. Л.: Энергия, 1980. - 344 с.

6. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1973. — 752 с.

7. Ключев В. И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 2001. —704 с.

8. Ковач К. П. Переходные процессы в машинах переменного тока / К. П. Ковач, И. Рац. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 744 с.

9. Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин. М.: Высшая школа, 2001. - 327 с.

10. Петров Л. П. Управление пуском и торможением асинхронного двигателя. -М.: Энергоиздат, 1981. 184 с.

11. Уайт Д. Электромеханическое преобразование энергии / Д. Уайт, Г. Вудсон. М.-Л.: Энергия, 1964. - 528 с.

12. Важнов А. И. Переходные процессы в машинах переменного тока. — JL: Энергия, 1980.-256 с.

13. Моделирование асинхронных электроприводов с тиристорным управлением / JI. П. Петров, В. А. Ладензон, Р. Г. Подзолов, А. В. Яковлев. — М.: Энергия, 1977.- 200 с.

14. А.С. № 221117 СССР, Н02Р1/26. Устройство для ограничения ударных моментов при пуске двигателя переменного тока / В. А. Ладензон, М. П. Обуховский, Л. П. Петров (СССР). № 1106342-24-7. Заявлено 10.10.66. Бюл. №21.

15. Poloujadoff М. Transient behavior of the resultant airgap field during run-up of an induction motor // IEEE Transactions on Energy Conversion. Vol. EC-1, № 4, December 1986.

16. Докукин А. В. Статистическая динамика горных машин / А. В. Докукин, Ю. Д. Красников, 3. Я. Хургин. М.: Машиностроение, 1978. - 239 с.

17. Чугреев Л. И. Динамика конвейеров с цепным тяговым органом. — М.: Недра, 1976.-160 с.

18. Чиликин М. Г. Теория автоматизированного электропривода: Учеб. для вузов / М. Г. Чиликин, В. И. Ключев, А. С. Сандлер. М.: Энергия, 1979. -616 с.

19. Гаврилов П.Д. Исследование режимов работы выемочных комбайнов на шахтах Кузбаса: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.05.06 / Кузбас. политехи, ин-т. Кемерово, 1969. - 30 с.

20. Пиотровский Л. М. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974. —504 с.

21. Вольдек А. И. Электрические машины. — М.-Л.: Энергия, 1966.782 с.

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

23. Тиристорные преобразователи напряжения для асинхронного электропривода / Л.П. Петров, О.А. Андрющенко, В.И. Капинос и др. М.: Энер-гоатомздат, 1986. - 200 с.

24. Асинхронный электропривод с тиристорными коммутаторами / Л. П. Петров, В. А. Ладензон, М. П. Обуховский, Р. Г. Подзолов. М.: Энергия, 1970.-128 с.

25. Соколов И. Д. Пусковые режимы асинхронных электродвигателей в системе электроснабжения горных и транспортных машин: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Кемерово, 2003. — 172 с.

26. Трещев И. И. Методы исследования электромагнитных процессов в машинах переменного тока. Л.: Энергия, 1969. - 236 с.

27. Архангельский Б. Н. Аналитическое выражение кривой намагничивания электрических машин // Электричество, 1950. № 3. - С. 30-32.

28. Гольдберг О. Д. Переходные процессы в электрических машинах и аппаратах и вопросы их проектирования: Учеб. пособие для вузов / О. Д. Гольдберг, О. Б. Буль, И. С. Свириденко, С. П. Хелемская. Под ред. О. Д. Гольдберга. М.: Высшая школа, 2001 - 512 с.

29. Ещин Е. К. Теория предельных режимов работы горных машин. — Томск: изд-во Том. ун-та, 1995. 232 с.

30. Копылов И. П. Электрические машины: Учеб. для вузов. М.: Высшая школа, 2000. - 607 с.

31. Гаврилов П. Д. Автоматизированный электропривод горных и транспортных машин / Кузбас. политехи, ин-т. Кемерово, 1976. - 68 с.

32. Петров Л. П. Нелинейная модель для исследования динамики асинхронных электроприводов. // Электричество, 1973. — № 8. — С. 61- 65.

33. Мейстель А. М. Комплектные тирнсторные устройства для управления асинхронными электроприводами / А. М. Мейстель, В. А. Найдис, Ю. И. Херсонский.-М.: Энергия, 1971.- 120 с.

34. Шубенко В.А. Асинхронный электропривод с тиристорным управлением / В. А. Шубенко, И. Я. Браславский, Р. Т. Шрейнер. М.: Энергия, 1967.-96 с.

35. Бесконтактные коммутирующие и регулирующие полупроводниковые устройства на переменном токе / А. А. Поскробко, В. Б. Братолюбов. -М.: Энергия, 1978.- 192 с.

36. Казовский Е. А. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. M-JL: Изд-во АН СССР, 1962. - 624 с.

37. Скарыно Б. Б. Асинхронный электропривод с тиристорным регулятором напряжения и синхронизацией по току и по напряжению: Автореф. дис. канд. тех. наук: 13.05.05 / БНТУ. Минск, 2005. - 21 с.

38. Макурин А. С. Модернизация электропривода волочильного стана магазинного типа с использованием тиристорного регулятора напряжения: Автореф. дис. канд. тех. наук: 17.06.05 / МГТУ. Магнитогорск, 2005. - 21 с.

39. Стариков Б. Я. Асинхронный электропривод очистных комбайнов / Б. Я. Стариков, В. JI. Азарх, 3. М. Рабинович. М.: Недра, 1981. - 288 с.

40. Скребковые конвейеры: Справочное пособие / А. В. Леусенко, Г. В. Высоцкий, Б. А. Эйдерман. М.: Недра, 1993. - 221 с.

41. Мирошник И. В. Нелинейное и адаптивное управление сложными объектами / И. В. Мирошник, А. Л. Фрадков. СПб.: Наука, 2000. - 549 с.

42. Фрадков А.Л. Кибернетическая физика. СПб.: Наука, 2003.208 с.

43. Патент РФ № 2235410 МПК HP 1/26. Способ пуска асинхронного электродвигателя / Е.К. Ещин, И.А. Соколов, В.Л. Иванов, В.Г. Каширских, Д.В. Соколов, Заявл. 04.01.03, № 2003100098. Опубл. 27.08.04. Бюл. № 24.

44. Руденко В. С. Основы преобразовательной техники / В. С. Руденко, В. И. Сенько, И. М. Чиженко. М.: Высшая школа, 1980. - 424 с.

45. Управление тиристорньши преобразователями / А. Л. Писарев, Л. П. Деткин. М.: Энергия, 1975. - 264 с.

46. Воронин П. А. Силовые полупроводниковые ключи. М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2001. - 384 с.

47. Ещин Е. К. Электромеханические системы многодвигательных электроприводов. Моделирование и управление. Кемерово: Кузбасский гос. техн. ун-т, 2003. - 247 с.

48. Исследование режимов работы электропривода горных машин и механизмов: Отчет о НИР / п/я Р-6614, п/я А-7809. Тема ГР 71035053, № Б 461876.-Донецк, 1975.- 145 с.

49. Исследование режимов работы электропривода проходческих комплексов угольной промышленности: Отчет о НИР / п/я Р-6614, п/я А-7809. -Тема ГР 76056098, № Б 806750. Донецк, 1979. - 119 с.

50. Мейстель А. М. Формирование разгона асинхронных двигателей с помощью бесконтактных тиристорных коммутаторов / А. М. Мейстель, Ф. Н. Гельман // Электричество, 1972. № 2. - С. 45-48.

51. Шубенко В. А. К исследованию динамики пуска асинхронных двигателей при тиристорном управлении / В. А. Шубенко, И. Я. Браславский, В. М. Кирпичников, А. Н. Ковшов // Электротехника, 1969. № 6. - С. 1-3.

52. Научные исследования в области динамики горных машин / А. В. Докукин, В. Д. Красников. М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 31 с.

53. Обеспечение надежности асинхронных двигателей / П. И. Захар-ченко, И. Г. Ширнин, Б. Н. Ванеев, В. М. Гостищев. УкрНИИВЭ, Донецк, 1998.-324 с.

54. Подпорин Т. Ф. Моделирование переходных режимов ленточных конвейеров: Учеб. пособие: В 2 ч. / Гос. учреждение Кузбас. гос. техн. ун-т. —

55. Кемерово, 2002. -4.1: Моделирование процессов изменения натяжения ленты при разгрузки и загрузке конвейеров. 164 с.

56. Лихачев В. Л. Электродвигатели асинхронные. М.: Солон-Р, 2002. -304 с.

57. Докукин А. В. Аналитические основы динамики выемочных машин / А. В. Докукин, В. Д. Красников, 3. Я. Хургин М.: Наука, 1966. - 160 с.

58. Нудельман Г. С. Высоковольтные устройства плавного пуска синхронных и асинхронных электродвигателей. Режим доступа http://www. energosp. ru/stat9abb.htm.

59. Такеути Т. Теория и применение вентильных цепей для регулирования двигателей. Л.: Энергия, 1973. - 248 с.

60. Исследовать режим работы электроприводов добычных и проходческих комплексов на шахтах Кузнецкого бассейна: Отчет о НИР / КузНИУИ. Тема ГР 77031668, № Б 873074. - Прокопьевск, 1980. - 60 с.

61. Исследовать режимы работы добычных комплексов на шахтах Кузбасса: Отчет о НИР / КузНИУИ. Тема ГР 77031668, № Б 718072. - Прокопьевск, 1978.-203 с.

62. Исследование режимов работы электроприводов добычных и проходческих комплексов угольной промышленности (на шахтах Карагандинского угольного бассейна): Отчет о НИР / Караганд. политехи, ин-т. Тема ГР 79062042, № В 818692. - Караганда, 1979. - 83 с.

63. Аппаратура автоматизации для шахт, разрезов и углеобогатительных фабрик. М.: Недра, 1982. - 104 с.

64. Тиристорный асинхронный привод с фазовым управлением / В. А. Шубенко, И. Я. Браславский. М.: Энергия, 1972. - 200 с.

65. Бандурин А. Н. Моделирование динамики рабочего органа скребкового конвейера // Вестн. КузГТУ, 1999. №2. - С. 46-49.

66. Электромеханические преобразователи энергии: Материалы Международной науч.-техн. конф. 20-22 октября 2005 г. Томск: ТПУ, 2005. 441 с.

67. Бандурин А. Н. Моделирование электромеханических процессов скребкового конвейера // Вестн. КузГТУ, 1999. № 6. - С. 30-32.

68. Бандурин А. Н. Моделирование электромеханических процессов многодвигательного двухскоростного электропривода скребкового конвейера // Вестн. КузГТУ, 2000. № 2. - С. 28-30.

69. Москаленко В. В. Электрический привод. М.: Высшая школа, 1991.-430 с.

70. Математическое моделирование тиристорных преобразователей / В. С. Богрый, А. А. Русских. -М.: Энергия, 1972. 184 с.

71. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник / О. Г. Чебов-ский, JI. Г. Моисеев, Р. П. Недошивин. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энерго-атомиздат, 1985. - 400 с.

72. Онищенко Г. Б. Электрический привод. М.: РАСХН, 2003. — 230 с.

73. Системы электропривода стационарных транспортных установок угольных шахт / С. М. Тов, А. К. Маслий. М.: Недра, 1981. - 200 с.

74. Бирюков С. А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: ДМК, 2000. - 240 с.

75. Теория и расчет многообмоточных трансформаторов. — М.: Солон-Р, 2003. 112 с.

76. Семенов Б. Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов. М.: Солон-Р, 2001. - 327 с.

77. Прянишников В. А. Электроника. СПб.: Корона, 1998. - 400 с.

78. Каширских В.Г. Формирование алгоритма управления плавным пуском асинхронного электродвигателя на основе метода скоростного градиента / В. Г. Каширских, В. М. Завьялов, С. С. Переверзев // Вестн. КузГТУ, 2005. -№ 2-С. 7-9.

79. Крюков И. В. Исследование режима работы электроприводов комплекса КМ-82Д на шахте «Октябрьская» комбината «Донецкуголь» / И. В. Крюков, В. А. Нарижный // Уголь, 1972. № 10 - С. 52- 55.

80. Макурин А. С. Исследование устройства мягкого пуска «Emotron» в лабораторных условиях // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 10 / Под ред. С. И. Лукьянова -Магнитогорск: МГТУ, 2005. С. 90-93.

81. Микросхемы и их применение: Справочник / В. Н. Вениаминов, О. Н. Лебедев, А. И. Мирошниченко. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1989.-240 с.

82. Браславский И. Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод: Учеб. пособие / И. Я. Браславский, 3. Ш. Ишматов, В. Н. Поляков. М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 256 с.

83. Браславский И. Я. Энергетика регулировочных режимов асинхронного электропривода при потенциальном моменте нагрузки / И. Я. Браславский, О. Б. Зубрицкий, А. Е. Ольков // Изв. вузов. Электромеханика, 1975. -№ 1 С. 82-85.

84. Тиристорный электропривод рудничных и взрывозащищенных электроустановок: Справочное пособие / Б. JI. Коринев, А. А. Дубинский, В. А. Скрыпник и др. Под ред. А.И. Пархоменко. М.: Недра, 1991. - 173 с.

85. Сипайлов Г. С. Математическое моделирование электрических машин / Г. С. Сипайлов, А. В. JIooc. М.: Высшая школа, 1980. - 176 с.

86. Разгильдеев Г. И. Взрывозащищенные рудничные электродвигатели: эксплуатация и ремонт: Справочное пособие / Г. И. Разгильдеев, С. Д. Баранов. М.: Недра, 1991.- 180 с.

87. Повышение прочности и долговечности горных машин / А. В. Докукин, П. В. Семенча, Е. Е. Гольдбухт, Ю. А. Зислин. М.: Машиностроение, 1982.-224 с.

88. Разработка системы электроснабжения и комплекса электрооборудования на напряжение 1140 В / Л. И. Быков, Ю. А. Дикий // Горные машины и автоматика, 1976. № 4. - С. 3-6.

89. Альтшуллер М. И. Системы безударного пуска высоковольтных электродвигателей / М. И. Альтшуллер, М. И. Шамис, А. Г. Матисон // Силовая интеллектуальная электроника, 2005. № 1. - С. 39-41.

90. Альтшуллер М. И. Устройство безударного плавного пуска высоковольтных двигателей / М. И. Альтшуллер, М. И. Шамис // Новости электротехники, 2002. № 4. - С. 42-43.

91. Шамис М. А. Устройство плавного безударного пуска высоковольтных двигателей переменного тока / М. А. Шамис, М. И. Альтшуллер, В. Н. Кальсин, А. Г. Матисон, В. JI. Саевич, А. Н. Евсеев // Промышленная энергетика, 2002. № 12. - С. 31-33.

92. Briganti F. Motor Soft Start Acceleration. Режим доступа: http: //wwrw.netaworld.org/files/ItemFileA668.pdf.

93. Клинг С. Плавный оператор // АББ Ревю, 2002. № 1. - С. 56-63.

94. Высоковольтные устройства плавного пуска типа SSM. Режим доступа: http://www.avt.chuvashia.com/abb/pdf/%D0%Bl%Dl%83%D0%BA% D0%BB%D0%B5%D l%82%20ssm%201 .pdf.

95. Браславский И. Я. К определению мощности тиристорных асинхронных электроприводов при параметрическом управлении / И. Я. Браславский, О. Б. Зубрицкий, В. В. Куцин // Изв. вузов. Электротехника, 1974. -№ ю-С. 23-26.

96. Оптимальные режимы работы звеньев подземного транспорта: Отчет о НИР / КузНИУИ. Тема ГР 76053042, № Б 649046. - Прокопьевск, 1977. - 103 с.

97. Исследование электромеханических свойств рудничных электродвигателей: Отчет о НИР / СФ КГМИ. Тема ГР 69015424, № Б 761311. -Стаханов, 1978.-43 с.

98. Расчет электродинамических усилий в лобовой части обмотки статора машины переменного тока: Отчет о НИР / МЭИ. Тема ГР 78083813, № Б 713636. - Москва, 1978. - 64 с.

99. Браславский И. Я. О снижении энергопотребления асинхронных электроприводов с тиристорными преобразователями напряжения // Электричество, 1988. № 11 - С. 58-60.

100. Браславский И. Я. Баланс реактивной мощности в системе тири-сторный преобразователь напряжения асинхронный электродвигатель /

101. И. Я. Браславский, А. М. Зюзев, А. В. Костылев // Электротехника, 2000. — № 1- С. 30-33.

102. Справочник по асинхронным двигателям и пускорегулирующей аппаратуре / Г. А. Карвовский, С. П. Окороков. М.: Энергия, 1969. — 256 с.

103. Управление переходными процессами в электрических машинах переменного тока / А. Е. Загорский, Ю. Г. Шакарян. М.: Энергоатомиздат, 1986.- 176 с.

104. Симонов Н. Ф. О рациональной износостойкости шахтных магнитных пускателей. В кн.: Сб. научн. трудов ВНИИВЭ, 1974. — № 10 -С. 130-133.

105. Володин В. И., Карась С. В., Сторожев И. Ф. Режим работы и электропривод механизмов угольных забоев / В. И. Володин, С. В. Карась, И. Ф. Сторожев. В кн.: Сб. научн. трудов ВНИИВЭ, 1974. - № 10 -С. 178-186.

106. Виницкий Ю. Д. Тиристорные пусковые устройства в энергетике / Ю. Д. Виницкий, Я. С. Гельфанд, А. П. Сытин. М.: Энергоатомиздат, 1992. -256 с.

107. Браславский И. Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 224 с.

108. Chatterjee S. Soft Starter with unique Torque Control Feature. Режим доступа: http://www.schneider-electric.co.in/events/pressarticles/torquecontrol. pdf.

109. Power Quality Issues in a Hybrid Power System / Muljadi E., McKenna H. E. // IEEE-IAS 2001 Conference Chicago. Illinois. September 30, 2001 October 4, 2001.

110. Устройства плавного пуска асинхронных двигателей. Режим доступа: http://www.etx.ru/softstr.shtml.

111. Пироженко В. X. Шахтный тиристорный электропривод. К.: Изд-во «Техшка», 1974. - 112 с.

112. Герасимяк Р. П. Асинхронный электропривод с тиристорным управлением / Р. П. Герасимяк, В. А. Лещев, Н. С. Путилин. К.: Изд-во «Техшка», 1984.-150 с.