Автоматизация процессов управления плавным пуском асинхронных двигателей насосной станции системы водоснабжения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Мелихов, Артем Юрьевич

• Мелихов, Артем Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Мелихов, Артем Юрьевич

Введение.

Глава 1. Анализ современных тенденций автоматизации процессов электромеханического преобразования энергии в устройстве плавного пуска электропривода насосной станции системы водоснабжения.

1.1. Типовая структура системы водоснабжения.

1.2. АСУ плавным пуском электропривода насосной станции системы водоснабжения.

1.2.1. Функции и структура.

1.2.2. Формирование траекторий управления пуско-тормозными режимами.

1.2.3. Анализ основных показателей переходных процессов пуска АД.

1.3. Структура математической модели АСУ плавным пуском АД насосной станции.

Результаты и выводы по главе.

Глава 2. Построение математической модели процесса преобразования энергии в АСУ плавным пуском АД насосной станции.*.

2.1. Модель системы импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем напряжения асинхронного двигателя.

2.1.1. Структурная схема ТПН-АД. Моделирование несимметричных режимов подключения АД к сети питания.

2.1.2. Разработка численного алгоритма моделирования системы импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем напряжения, снижающего затраты машинного времени.

2.1.3. Система импульсно-фазового управления ТПН-АД с двумя типами синхронизации.

2.1.4. Исследование показателей качества стационарных и переходных режимов системы импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем напряжения с двумя типами синхронизации.

2.2. Математическая модель трансформаторной подстанции.

2.3. Упрощенная тепловая модель АД.

2.4. Математическая модель насосной нагрузки.

2.5. Модель неустановившегося движения жидкости.

2.5.1. Построение модели неустановившегося движения жидкости в трубопроводе произвольной конфигурации.

2.5.2. Интегрирование уравнений неустановившегося движения жидкости методом характеристик.

Результаты и выводы по главе.

Глава 3. Постановка и проведение физического и численного экспериментальных исследований процесса преобразования энергии в АСУ плавным пуском АД насосной станции.

3.1. Постановка и проведение экспериментального исследования УПП АД на базе ТПН с СИФУ, синхронизированной по напряжению сети.

3.1.1. Постановка экспериментального исследования.

3.1.2. Экспериментальное исследование пуска АД с УПП. Сравнение экспериментальных данных и результатов моделирования.

3.2. Проведение численного эксперимента с моделями компонентов АСУППАД.

3.2.1. Энергетическая подсистема АСУПП АД.

3.2.2. Гидравлическая подсистема АСУПП АД.

3.2.3. Моделирование нестационарного нагрева обмоток АД.

Результаты и выводы по главе.

Глава 4. Разработка адаптивного алгоритма управления плавным пуском асинхронных двигателей насосной станции. Постановка и проведение численного эксперимента.

4.1. Разработка адаптивного алгоритма управления плавным пуском АД насосной станции.

4.2. Разработка программного обеспечения системы управления и мониторинга АСУПП АД. Постановка и проведение численного эксперимента.

Результаты и выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизация процессов управления плавным пуском асинхронных двигателей насосной станции системы водоснабжения»

В настоящее время автоматизация технологических процессов электромеханического преобразования энергии продолжает развиваться по трем основным направлениям: повышение надежности, энергоэффективности и экономичности [1, 3, 14, 73, 100, 102]. Эта тенденция принимает особое значение в тех сферах промышленности и народного хозяйства, в которых основу технологических процессов составляет асинхронный электропривод (АЭП) исполнительных механизмов. Ярким примером в данном случае служит АЭП турбоме-ханизмов (вентиляторы, компрессоры, насосы и др.), который по различным оценкам потребляет до 25% всей вырабатываемой электроэнергии [14, 142].

В части энергии, потребляемой турбомеханизмами, наибольшая доля принадлежит центробежным насосам, применяющимся в основном для транспортирования жидкостей в системах водоснабжения, водоотведения и магистральных трубопроводах. Это обстоятельство на фоне стремительного повышения тарифов на электроэнергию придает особую актуальность проблеме автоматизации и энергосбережения в системе коммунального и промышленного водоснабжения.

Решение задачи автоматизации насосных станций (НС) системы водоснабжения в первую очередь связано с выбором и применением такого типа АЭП, который позволит удовлетворить требования технологического процесса к надежности, энергоэффективности и экономичности. Благодаря высокой надежности, удовлетворительным стоимостным, массогабаритным и регулировочным показателям широкое распространение для автоматизации НС получил асинхронный электропривод без обратной связи по скорости с системой им-пульсно-фазового управления тиристорным преобразователем напряжения (СИФУ-ТПН) [12,21, 37, 38, 90].

Основы теории АЭП с СИФУ-ТПН были заложены в конце 60-х, начале 70-х годов XX века. В настоящее время развитие этого направление продолжается рядом отечественных и зарубежных научных школ: И.Я. Браславский, A.M. Зюзев, A.B. Костылев и др. (Уральский ГТУ); А.К. Загорский, В.И. Радин и др. (АО ВНИИЭ); В.И. Хрисанов (СПБ ГУ телекоммуникаций), Р. Бржезин-ский (Технический университет г. Зелона Гура (Польша)); O.A. Андрющенко, A.A. Бойко и др. (Одесский Национальный политехнический университет); N.A. Demerdash, В. Mirafzal, M.G. Solveson (Университет Маркетта, Милуоки, шт. Висконсин); Gürkan Zenginobuz, Isik Cadirci, и др. (Средневосточный технический университет г. Анкары (Турция)); Ю.В. Колоколов, C.JI. Косчинский и др. (Орловский государственный технический университет совместно с ЗАО «Электротекс» г. Орел).

Главное назначение АЭП насосного агрегата заключается в том, что бы сформировать такую траекторию пуска (останова) двигателя насоса от начальной (номинальной) скорости до номинальной (начальной), которая, с одной стороны, обеспечит ограничение температуры статорных обмоток, а также бросков тока в статорных обмотках и знакопеременных колебаний электромагнитного момента двигателя, с другой стороны, ограничит прирост давления в трубопроводе до допустимого значения. Сущность указанной выше задачи привела к тому, что АЭП, обеспечивающий ее решение, получил название устройства плавного пуска (УПП).

Современный уровень разработки УПП характеризуется унификацией их силовой части. В этой связи, повышение эффективности процессов преобразования электромеханической энергии в УПП в большей степени связано с усовершенствованием алгоритмов формирования пуско-тормозных траекторий асинхронных двигателей (АД).

В значительной части публикаций, посвященных разработке новых алгоритмов плавного пуска АД, основное внимание уделяется вопросам ограничения свободных составляющих токов статорных обмоток и электромагнитного момента на валу АД в переходных режимах. Однако проблема взаимосвязи энергоэффективности управления плавным пуском АД и вводимых при этом ограничений фактически не рассматривается. Это обстоятельство затрудняет разработку новых энергоэффективных алгоритмов управления плавным пуском АД, что обуславливает актуальность и практическую значимость диссертационной работы.

Объект исследования: процесс электромеханического преобразования энергии в устройстве плавного пуска асинхронных двигателей насосной станции системы водоснабжения.

Предмет исследования: процесс управления преобразованием энергии в устройстве плавного пуска, построенном на базе разомкнутой по скорости существенно-нелинейной системы импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем напряжения асинхронного двигателя.

Цель диссертационной работы: сокращение потерь электрической энергии в обмотках асинхронных двигателей насосной станции системы водоснабжения при управляемом формировании пуско-тормозных траекторий. Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

- сформулировать ограничения и определить критерий эффективности процессов электромеханического преобразования энергии в устройстве плавного пуска АД насосной станции;

- разработать математическую модель и методику моделирования процесса преобразования электромеханической энергии в устройстве плавного пуска асинхронных двигателей насосной станции системы водоснабжения;

- разработать алгоритм управления плавным пуском асинхронных двигателей, позволяющий сократить потери электрической энергии в их обмотках при удовлетворении ограничений, накладываемых на показатели переходных процессов преобразования электромеханической энергии в АЭП насосной станции системы водоснабжения;

- провести экспериментальное исследование адекватности математической модели системы «электрическая сеть - УПП - АД - насос - трубопровод».

На основании указанной цели и перечисленных задач содержание диссертационной работы разбито на четыре главы. В первой главе:

- описана типовая структура, цель и функции АСУ системы водоснабжения в целом и подсистемы АСУ электропривода - АСУ плавным пуском насосных агрегатов, в частности;

- проведен анализ состава и обоснование выбора составляющих структуры автоматизированной системы управления плавным пуском (АСУПП) АД;

- дано определение эффективности целевого функционирования АСУПП АД, перечислены ограничения, накладываемые на процесс формирования пуско-тормозных траекторий асинхронных двигателей;

- проведен анализ алгоритмов управления плавным пуском асинхронных двигателей;

- выявлена взаимосвязь показателей переходных процессов в УПП-АД с энергетическими потерями;

- приведена структура математической модели АСУПП АД; сформулированы требования к ее составляющим;

- в итоге сформулирована постановка цели и задач исследования подходов к снижению энергетических потерь в обмотках АД при управляемом формировании пуско-тормозных траекторий насосных агрегатов.

Во второй главе:

- предложен подход к описанию несимметричного подключения АД к сети переменного тока;

- разработан численный алгоритм для сокращения затрат машинного времени при интегрировании модели СИФУ-ТПН-АД в переходных режимах;

- проведен анализ технико-экономических показателей и показателей качества статических и динамических режимов СИФУ-ТПН-АД с двумя типами синхронизации: по напряжению сети и току нагрузки;

- приведена модель трансформаторной подстанции с нагрузкой в виде асинхронных двигателей, функционирующих в номинальном режиме;

- приведена упрощенная тепловая математическая модель асинхронного двигателя;

- описано получение математической модели насосной нагрузки для переходных и установившихся режимов;

- описано получение математической модели неустановившегося движения жидкости в трубопроводе произвольной конфигурации; рассмотрен метод интегрирования такой модели.

Третья глава посвящена постановке и проведению экспериментального исследования составляющих математической модели АСУПП АД насосной станции с целью проверки адекватности разработанных математических моделей. В третьей главе:

- осуществлена постановка и проведение физического и численного экспериментальных исследований пуска АД с УПП на экспериментальной установке, смонтированной в проблемной лаборатории динамики импульсных систем преобразования энергии кафедры «ПТЭиВС» ОрелГТУ;

- проведено численное моделирование нестационарного нагрева обмоток АД, функционирования энергетической и гидравлической подсистем АСУПП АД насосной станции системы водоснабжения;

- проведено обоснование выбора среды программирования для реализации математической модели и алгоритма управления АСУПП.

В четвертой главе:

- разработан адаптивный алгоритм плавного пуска асинхронных двигателей насосных агрегатов;

- разработано программное обеспечение системы управления и мониторинга АСУППАД;

- проведено численное экспериментальное исследование переходных процессов пуска АД типовой насосной станции системы водоснабжения.

Основные научные результаты, выносимые на защиту:

- адаптивный алгоритм управления плавным пуском асинхронных двигателей, позволяющий сократить потери электрической энергии в обмотках АД, посредством расчета уставки максимального переходного тока с учетом ограничений, накладываемых требованиями безопасности, и текущего состояния процесса электромеханического преобразования энергии в системе «электрическая сеть - УПП - АД - насос - трубопровод»;

- комплекс математических моделей и методика моделирования процессов электромеханического преобразования энергии в УПП АД типовой насосной станции системы водоснабжения при неустановившемся движении жидкости в трубопроводе произвольной конфигурации, позволяющие воспроизводить и исследовать условия протекания переходных процессов в системе «электрическая сеть - УПП - АД - насос - трубопровод» с минимальными затратами машинного времени.

Научная новизна. В работе решена задача автоматизации процессов управления плавным пуском асинхронных двигателей насосной станции системы водоснабжения. В том числе:

- разработан адаптивный алгоритм управления плавным пуском асинхронных двигателей, основанный на формировании программы пуска последовательно для каждого асинхронного двигателя насосной станции с учетом текущего значения переменных состояния системы импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем напряжения АД и гидравлической подсистемы насосной станции, реализованных в виде математических моделей, встроенных в алгоритм.

- Разработан оптимальный (по критерию затрат машинного времени) алгоритм численного интегрирования математической модели системы им-пульсно-фазового управления тиристорным преобразователем напряжения (СИФУ-ТПН) асинхронного двигателя, основанный на адаптации разностного метода интегрирования к текущему состоянию модели.

- Разработана методика моделирования плавного пуска АД насосной станции системы водоснабжения, включающая в свой состав адаптивный алгоритм управления плавным пуском АД и оптимальный алгоритм интегрирования модели СИФУ-ТПН-АД, и, позволяющая с минимальными затратами машинного времени проводить исследования переходных процессов электромеханического преобразования энергии в системе «электрическая сеть -УПП - АД - насос - трубопровод» при неустановившемся движении жидкости в трубопроводе произвольной конфигурации.

Практическая значимость. Программная реализация предложенной математической модели, методики моделирования и адаптивного алгоритма управления плавным пуском АД позволяет сократить потери энергии в обмотках двигателей в переходных режимах путем внедрения и использования разработанного программного обеспечения на автоматизированном рабочем месте диспетчера насосной станции.

Методы и средства исследования. При проведении исследования использовались методы теоретической электротехники, электромеханики, теории импульсных систем автоматического управления, теории устойчивости, теоретической и прикладной гидродинамики, численные методы интегрирования дифференциальных уравнений, методы прикладной статистики. Проведение аналитических преобразований при получении символического представления модели СИФУ-ТПН-АД выполнено с помощью средств пакета расширения Symbolic Math Toolbox системы компьютерной математики "MATLAB 7.4"® (The Math Works, Inc.). В этой же среде осуществлена разработка программного обеспечения АСУПП АД насосной станции с целью проведения численных экспериментальных исследований. Натуральные экспериментальные исследования проводились на экспериментальной установке, смонтированной в проблемной лаборатории динамики импульсных систем преобразования энергии кафедры «ПТЭиВС» ОрелГТУ.

Реализация работы. Математические модели, методика моделирования и адаптивный алгоритм управления плавным пуском АД, предложенные в диссертационной работе, составляют основу пакета прикладных программ, предназначенных для интерактивного управления, мониторинга и диагностики автоматизированной системы управления плавным пуском асинхронных двигателей типовой насосной станции системы водоснабжения.

Апробация работы. Изложенные в настоящей диссертационной работе материалы докладывались на: третьем международном семинаре «Компьютерное моделирование электромагнитных процессов в физических, химических и технических системах» в 2004 г., всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве» в 2004 г., международной научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, образовании и производстве» в 2004 г. и 2006 г., десятой и одиннадцатой международных студенческих олимпиадах по автоматическому управлению (Балтийская олимпиада - ВОАС-2004, ВОАС-2006) в 2004 г. и 2006 г. соответственно, всероссийской научной конференции «Методы прикладной математики и компьютерной обработки данных в технике, экономике и экологии» в 2004 г., всероссийской научной конференции «Управление и информационные технологии» (УИТ-2005) в 2005 г., международной конференции «Высокие технологии энергосбережения» в 2005 г., третьей международной научной конференции по физике и управлению (The 3rd International IEEE Scientific Conference on Physics and Control - PhysCon 2007) в 2007 г., третьем международном семинаре «Периодические системы управления» (3rd IF АС Workshop Periodic Control Systems (PSYCO'07)) в 2007 г.

Публикации по теме исследования. По результатам исследования опубликовано 14 работ, в том числе две статьи (из них одна статья в российском журнале, рекомендованном ВАК РФ для публикации результатов научных исследований).

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 180 страницах и включает в свой состав оглавление, введение, четыре главы собственных исследований, заключение, список литературы из 152 наименований и 4 Приложения. Работа проиллюстрирована 54 рисунками и содержит 7 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Мелихов, Артем Юрьевич

Вывод:

Проверка адекватности разработанного алгоритма адаптивного управления плавным пуском АД показала его эффективность в сравнении с традиционным способом управления У1111, который заключается в произвольном выборе значения коэффициента кратности статорного тока kityn и использовании этого значения для запуска всех двигателей НС. В частности, при общепринятом алгоритме управления выбор значения £/^/7=2.5-^4 приводит к необоснованному затягиванию пуска и потерям энергии, превышающим потери при использовании алгоритма, разработанного в диссертации; при выборе значения kifyn=5+7, в ряде случаев наблюдалось превышение давления в трубопроводе выше установленного максимально допустимого значения и, кроме того, при пуске последнего двигателя переходной ток вызывал падение напряжения в сети ниже значения допускаемого по ГОСТ 13109-97. Предложенный в работе адаптивный алгоритм устраняет возникновение подобных режимов, поскольку величина к1УП для каждого запускаемого двигателя рассчитывается индивидуально, с учетом соответствующих ограничений.

В диссертационной работе решена задача сокращения потерь электрической энергии в обмотках асинхронных двигателей насосной станции системы водоснабжения при управляемом формировании пуско-тормозных траекторий. При этом разработана математическая модель насосной станции, определены ограничения и критерий эффективности процесса преобразования электромеханической энергии в устройстве плавного пуска асинхронных двигателей насосной станции системы водоснабжения. На основании проведенного анализа разработан алгоритм управления плавным пуском асинхронных двигателей, позволяющий сократить потери электрической энергии в их обмотках при удовлетворении ограничений, накладываемых на показатели переходных процессов преобразования электромеханической энергии в АЭП насосной станции системы водоснабжения. Проведены экспериментальные исследования адекватности математической модели системы «электрическая сеть - У1111 - АД - насос - трубопровод» и эффективности разработанного адаптивного алгоритма управления плавным пуском АД.

Основными результатами и выводами диссертационной работы являются следующие:

1. Разработан новый алгоритм адаптивного формирования пуско-тормозных траекторий асинхронных двигателей насосных агрегатов, обеспечивающий сокращение потерь электрической энергии в обмотках асинхронных двигателей насосной станции системы водоснабжения. Сущность предложенного алгоритма заключается в определении оптимальных (по критерию минимизации энергетических потерь) параметров программы плавного пуска для каждого АД с учетом ограничений на максимальный прирост давления в трубопроводе, максимальный ток и максимальную температуру статорных обмоток АД в течение переходного процесса. Адаптация предложенного алгоритма обеспечивается за счет формирования индивидуальной программы пуска последовательно для каждого асинхронного двигателя насосных агрегатов с учетом текущего значения переменных состояния электрической и гидравлической подсистем насосной станции. Расчетное повышение уставки максимально-допустимого переходного тока индивидуально для каждого АД при проведении численного эксперимента привело к снижению потерь электроэнергии в обмотках до 18% в сравнении с аналогичными потерями, возникающими при использовании традиционного алгоритма управления плавным пуском с фиксированной уставкой тока.

2. Предложенный в работе подход к сокращению потерь электрической энергии в обмотках АД насосной станции системы водоснабжения сформирован на основе разработки комплексной математической модели, включающей в свой состав: ЛЭП с трансформаторной подстанцией, СИФУ-ТПН-АД с насосной нагрузкой, тепловую модель АД, модель движения жидкости в трубопроводе, что позволяет воспроизводить и исследовать процессы преобразования энергии в системе «электрическая сеть - УПП - АД - насос - трубопровод» в переходных и стационарных режимах.

3. Для сокращения затрат машинного времени при интегрировании систем уравнений, соответствующих переходным и установившимся режимам функционирования импульсных преобразователей энергии, отличающихся нелинейностью моделей интервалов постоянства структуры и высоким порядком, предложен новый «гибридный» алгоритм численного интегрирования, адаптирующий метод интегрирования к текущему состоянию модели. Выбор методов интегрирования обосновывается исходя из критерия минимизации машинного времени с учетом выполнения требования устойчивости разностной схемы и заданной точности моделирования. Реализация гибридного алгоритма в среде "МАТЬАВ 7.4"® и анализ его эффективности показали снижение затрат машинного времени при моделировании СИФУ

ТПН-АД (до 30%) по сравнению с традиционным подходом к решению аналогичной задачи.

4. Методика моделирования, включающая в свой состав математические модели, адаптивный алгоритм управления плавным пуском АД и оптимальный алгоритм интегрирования модели СИФУ-ТПН-АД, составляют основу пакета прикладных программ, рекомендуемых для интерактивного управления, мониторинга и диагностики автоматизированной системы управления плавным пуском асинхронных двигателей типовой насосной станции системы водоснабжения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Мелихов, Артем Юрьевич, 2007 год

1. Абрамов, Б. И. Энергосбережение средствами электропривода в коммунальном хозяйстве города / Б. И. Абрамов, Г. М. Иванов, Б. С. Лезнов // Электротехника. 2001. - № 1. - С. 59-63;

2. Айвазян, С. А. Прикладная статистика: основы моделирования и первичная обработка данных. Справочное изд. / С. А. Айвазян, И. С. Еснюков, Л. Д. Мешалкин. М.: Финансы и статистика, 1983. - 471 е.;

3. Андрижиевский, А. А. Энергосбережение и энергетический менеджмент : учеб. пособие / А. А. Андридиевский, В. И. Володин. 2-е изд., испр. -Мн.: Высш. шк., 2005. - 294 е.;

4. Андрющенко, О. А. Упрощенная модель электропривода ТПН-АД / О. А. Андрющенко // Межвузовский журнал «Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы». 1998. - № 2(3). - С. 32-41;

5. Ануфриев, И. Е. МАТЬАВ 7 / И. Е. Ануфриев, А. Б. Смирнов, Е. Н. Смирнова. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 1104 с.

6. Бабаханян, И. С. Справочник по проектированию электроснабжения / И. С. Бабаханян, А. А. Бейдер, В. И. Вертебный и др. / под ред. В. И. Круповича, Ю. Г. Барыбина, М. Л. Самовера. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980.-456 с.

7. Башта, Т. М. Гидравлика, гидромашины и гидропривод: учеб. для вузов / Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов. М. : Машиностроение, 1982. -424 с.

8. Беспалов, В. Я. Упрощенная математическая модель нестационарного нагрева и охлаждения обмотки статора асинхронного двигателя / В. Я. Беспалов, Ю. А. Мощинский, В. И. Цуканов // Электричество. 2003. - № 4. -С. 20-26.;

9. Блохин, В. Г. Современный эксперимент: подготовка, проведение, анализ результатов / В. Г. Блохин, О. П. Глудкин, А. И. Гуров, М. А. Ханин ; под ред. О. П. Глудкина. М.: Радио и связь, 1997. - 232 с.

10. Браславский, И. Я. Исследование свойств систем «тиристорный преобразователь напряжения-асинхронный двигатель» с различными типами синхронизации / И. Я. Браславский, А. М. Зюзев, А. В. Костылев // Электротехника. 2000. - № 9. - С. 1-5.;

11. Браславский, И. Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод : учеб. пособ. для студ. высш. учеб. заведений / И. Я. Браславский, 3. Ш. Ишматов, В. Н. Поляков ; под ред. И. Я. Браславского. М. : Издат. центр «Академия», 2004. - 256 е.;

12. Браславский, И.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением / И.Я. Браславский. М. : Энергоатомиздат, 1988.-224 е.;

13. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. М. : Наука, 1981. - 704 с.

14. Важнов, А. И. Переходные процессы в машинах переменного тока / А. И. Важнов. JI.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980. - 256 е.;

15. Вигерс, К. Разработка требований к программному обеспечению / Пер. с англ. М. : Издательско-торговый дом «Русская Редакция», 2004. - 576 е.;

16. Глазенко, Т. А. Полупроводниковые системы импульсного асинхронного электропривода малой мощности / Т. А. Глазенко, В. И. Хрисанов. Л. : Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1983. - 176 е.;

17. ГОСТ 11828-86. Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний. Введ. 1987-01-07. - М.: Изд-во стандартов, 1987. - 31 с.

18. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Введ. 1999-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1998. - 33 с.

19. ГОСТ 24.103-84. Автоматизированные системы управления. Основные положения. Введ. 1985-01-07. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 2 с.

20. ГОСТ 24.104-85. Автоматизированные системы управления. Общие требования. -Введ. 1987-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 1988. 15 с.

21. ГОСТ 28173. Машины электрические вращающиеся. Номинальные данные и рабочие характеристики. Введ. 2002-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 2001.- 15 с.

22. ГОСТ 28327. Машины электрические вращающиеся. Пусковые характеристики односкоростных трехфазных асинхронных двигателей с коротко-замкнутым ротором напряжением до 660 В. Введ. 1989-10-11. - М. : Изд-во стандартов, 1989. - 7 с.

23. ГОСТ 34.003-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения. Введ. 1992-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 1991. - 15 с.

24. ГОСТ 8865-93. Система электрической изоляции. Оценка нагревостойко-сти и классификации. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. Введ. 1995-01-01. - Минск : Изд-во стандартов, 1994.-5 с.

25. ГОСТ Р 51689-2000. Двигатели асинхронные мощностью от 0,12 до 400 кВт включительно. Общие технические требования. Введ. 2002-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 2001. - 15 с.

26. Дъяков, В. И. Типовые расчеты по электрооборудованию : практ. пособие / В. И. Дъяков. 7-е изд., перераб. и доп.- М. : Высш. шк., 1991. - 160 е.;

27. Дьяконов, В. П. МАТСАЭ 8/2000 : специальный справочник / В. П. Дьяконов СПб. : Издательство «Питер», 2000. - 592 с.

28. Дьяконов, В. П. МАТЬАВ 6.5 8Р1/7 + 81тиНпк 5/6® в математике и моделировании. Серия «Библиотека профессионала» / В. П. Дьяконов. М. : СОЛОН-Пресс, 2005. - 576 с.

29. Елисеев, В. А. Справочник по автоматизированному электроприводу / В. А. Елисеев, А. В. Шинянский. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 616 с.

30. Жуковский, Н. Е. Собрание сочинений. В 2 т. Т. 2. Гидродинамика / Н.Е. Жуковский. М. : Гос. изд-во технико-теоретической лит-ры, 1949. - 760 с.

31. Загорский, А. Многофункциональные энергосберегающие регуляторы для асинхронных двигателей / А. Загорский, 3. Захарова, И. Пар // Информационный промышленный вестник / ПК "Пушкинская площадь". М., 2006. -С. 44-48.

32. Зайцев, П. П. Преобразовательная техника. Устройство плавного пуска : инф-ые материалы / П. П. Зайцев. Екатеринбург : Центр энергосбережения Уральского государственного горного университета, 2005. - 9 е.;

33. Залуцкий, Э. В. Насосные станции. Курсовое проектирование / Э. В. За-луцкий, А. И. Петрухно. К.: Вища шк. Головное изд-во, 1987. - 167 е.;

34. Запорожский завод «Преобразователь» Электронный ресурс. / Официальный сайт ОАО Запорожский завод «Преобразователь». Электрон, дан. -Запорожье -. - Режим доступа : Ьйр://1174.ukrindustrial.com, свободный. -Загл. с экрана. - Яз. русск.

35. Зюзев, А. М. Бездатчиковый электропривод системы ТПН-АД / А. М. Зю-зев, К. Е. Нестеров // Труды международной 14-ой научно-технической конференции «Электроприводы переменного тока» / Уральск, гос. технич. ун-т. Екатеринбург, 2007. - С. 253-256.;

36. Зюзев, А. М. К построению бездатчикового электропривода системы ТПН-АД / А. М. Зюзев, К. Е. Нестеров // Электротехника. 2005. - № 9. - С. 3841.;

37. Иванова, Г. С. Технология программирования: учеб. для вузов / Г. С. Иванова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 320 е.;

38. Ильина, В. А. Численные методы для физиков теоретиков. В 2 т. Т. 2 / В. А. Ильина, П. К. Силаев. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2004. - 118 е.;

39. Капустин, Н. М. Автоматизация производственных процессов в машиностроении : учеб. для втузов / Н. М. Капустин, П. М. Кузнецов, А. Г. Схирт-ладзе и др.; под ред. Н. М. Капустина. М.: Высш. шк., 2004. - 415 е.;

40. Карелин, В. Я. Насосы и насосные станции: учеб. для вузов / В. Я. Карелин, А. В. Минаев. М.: Стройиздат, 1986. - 320 е.;

41. Клюев, А. С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справ, пособ. / А. С. Клюев, Б. В. Глазов, А. X. Дубровский ; под ред. А. С. Клюева. 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Энергоатомиздат, 1990.-464 с.

42. Ключев, В. И. Теория электропривода: учеб. для вузов / В. И. Ключев М. : Энергоатомиздат, 2001. - 704 е.;

43. Ключев, В. И. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: учеб. для вузов / В. И. Ключев, В. М. Терехов. М. : Энергия, 1980.-360 е.;

44. Кобзарь, А. И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников / А. И. Кобзарь. М.: Физматлит, 2006. - 816 с.

45. Копылов, И. П. Математическое моделирование электрических машин: учеб. для вузов / И. П. Копылов. 2-е изд., испр. - М. : Высш. шк., 1994. -311 с.

46. Копылов, И. П. Электрические машины: учеб. для вузов / И. П. Копылов. -3-е изд., испр. М.: Высш. шк., 2002. - 607 с.

47. Корытин, А. М. Автоматизация типовых технологических процессов и установок : учеб. для вузов / А. М. Корытин, Н. К. Петров, С. И. Радимов и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 432 е.;

48. Лихачев, В. Л. Электродвигатели асинхронные / В. Л. Лихачев. М. : СОЛОН-Р, 2002.-304 с.

49. Луковников, В. И. Опыт применения комплексной тиристорной станции ТСУ-2 для управления пуском асинхронных электроприводов турбомеха-низмов / В. И. Луковников, С. И. Захаренко, А. И. Рожков // Электротехника. 2000. - № 6. - С. 56-59.;

50. Манзон, Б. М. MAPLE V POWER EDITION / Б. М. Манзон М. : Информационно-издательский дом «Филинъ», 1998. - 240 е.;

51. Маркин, Н. С. Основы теории обработки результатов измерений: учеб. пос. для средних спец. учеб. заведений. М. : Издательство стандартов, 1991. -176 с.

52. Масандилов, Л. Б. Опыт разработки и применения асинхронных электроприводов с тиристорными преобразователями напряжения / Л. Б. Масандилов, В. А. Анисимов, А. О. Горнов, Г. А. Крикунчик, В. В. Москаленко // Электротехника. 2000. - № 2. - С. 32-36.;

53. Матросов, А. В. MAPLE 6. Решение задач высшей математики и механики / А. В. Матросов. СПб.: BHV, 2001. - 528 е.;

54. Мелихов, А. Ю. Анализ методов идентификации параметров асинхронных двигателей / А. Ю. Мелихов, И. В. Лоскутов // Труды международной школы-конференции «Высокие технологии энергосбережения» / Издательский дом «Кварта». Воронеж, 2005. - С. 55-57.;

55. Орлов, С. Технологии разработки программного обеспечения: учеб. / С. Орлов. СПб. : Питер, 2002. - 464 с.

56. Остриров В. Н. Опыт разработки и внедрения комплектного энергосберегающего электропривода насосов городского водоснабжения и откачки сточных вод / В. Н. Остриров // Электричество. 2003. -№ 4. - С. 68-71.;

57. Павлов, А. А. Основы системного анализа и проектирования АСУ: учеб. пособие / А. А. Павлов, С. Н. Гриша, В. Н. Томашевский и др. ; под общ. ред. А. А. Павлова. К.: Выща шк., 1991. - 367 е.;

58. Перешивкин, А. К. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации / А. К. Перешивкин, А. А. Александров, Е. Д. Булыгин и др.; под ред.

59. A. К. Перешивкина. 4-е изд., перераб. и доп. - М. : Стройиздат, 1988. -653 с.

60. Петров, Л. П. Автоматическое управление торможением станочных ЭП / Л. П. Петров, Р. Г. Подзолов, Л. В. Буштян. М. : Машиностроение, 1978. -135 е.;

61. Петров, Л. П. Моделирование асинхронных электроприводов с тиристор-ным управлением / Л. П. Петров, В. А. Ладензон. М. : Энергия, 1977. -200 е.;

62. Петров, Л. П. Тиристорные преобразователи напряжения для асинхронного электропривода / Л. П. Петров, О. А. Андрющенко. М. : Энергоатомиз-дат, 1986.-200 с.

63. Петров, Л. П. Управление пуском и торможением АД / Л. П. Петров. М. : Энергоиздат, 1981. - 184 е.;

64. Петров, Ю. П. Неожиданное в математике и его связь с авариями и катастрофами последних лет. Изд. 3-е, дополненное / Ю. П. Петров, Л. Ю. Петров. СПб.: НИИХ СПбГУ, 2002. - 141 с.

65. Петров, Ю. П. Новые главы теории управления / Ю. П. Петров. СПб. : СПбГУ, 2000.- 156 с.

66. Пилипенко, В. В. Кавитационные автоколебания и динамика гидросистем /

67. B. В. Пилипенко, В. А. Задонцев, М. С. Натанзон. М. : Машиностроение, 1977.-352 с.

68. Поздеев, Д. А. Автоматизированная система плавного пуска высоковольтных двигателей магистральных насосов нефтепровода «Дружба» ОАО

69. Транснефть» / Д. А. Поздеев, А. Н. Ерезеев, О. Г. Яковлев, О. В. Котельников // Электротехника. 2006. - № 6. - С. 2-10.;

70. Попкович, Г. С. Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения: учеб. для вузов / Г. С. Попкович, М. А. Гордеев М. : Высш. шк., 1986. -392 е.;

71. Самарский, А. А. Численные методы: учеб. пособие для вузов / А. А. Самарский, А. В. Гулин. М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1989. - 432 с.

72. Селезнев, В. Е. Основы численного моделирования магистральных трубопроводов / В. Е. Селезнев, В. В. Алешин, С. Н. Прялов ; под ред. В. Е. Селезнева. М.: КомКнига, 2005. - 496 с.

73. Селезнев, В. Е. Современные компьютерные тренажеры в трубопроводном транспорте: математические методы моделирования и практическое применение / В. Е. Селезнев, В. В. Алешин, С. Н. Прялов ; под ред. В. Е. Селезнева. М.: МАКС Пресс, 2007. - 200 с.

74. Смирнов, Д. Н. Гидравлический удар в напорных водоводах / Д. Н. Смирнов, Л. Б. Зубов. -М.: Стройиздат, 1975. 125 е.;

75. СНиП 2.04.02-84*. Строительные нормы и правила. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Введ. 1985-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1985.-242 с.

76. Советов, Б. Я. Моделирование систем: учеб. для вузов / Б. Я. Советов, С. А. Яковлев. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2001. - 343 с.

77. Тарасик, В. П. Математическое моделирование технических систем : учеб. для вузов / В. П. Тарасик. Мн.: ДизайнПРО, 1997. - 640 с.

78. Трещев, И. И. Электромеханические процессы в машинах переменного тока / И. И. Трещев. Л. : Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980. - 344 с.

79. Фрайден, Дж. Современные датчики. Справочник / Дж. Фрайден. М. : Техносфера, 2005. - 592 с.

80. Чебаевский, В. Ф. Проектирование насосных станций и испытание насосных установок / В. Ф. Чебаевский, К. П.Вишневский, H. Н. Накладов. М. : Колос, 2000.-376 с.

81. Черкасский, В. М. Насосы, вентиляторы, компрессоры : учеб. для теплоэнергетических спец. вузов / В. М. Черкасский. 2-е изд., перераб. и доп. -М. : Энергоатомиздат, 1984.-416 с.

82. Шеннон, Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука / Р. Шеннон ; перевод с англ. : Мир, 1978. - 418 с.

83. Шерстюк, А. Н. Насосы, вентиляторы и компрессоры: учеб. пос. для втузов / А. Н. Шерстюк. М. : Высш. шк., 1972. - 344 с.

84. Шлипченко, 3. С. Насосы, компрессоры и вентиляторы / 3. С. Шлипченко. -К. : Технка, 1976,368 с.

85. Эгильский, И. С. Автоматизированные системы управления технологическими процессами подачи и распределения воды / И. С. Эгильский Л. : Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. - 216 с.

86. Ястребенецкий, М. А. Надежность автоматизированных систем управления технологическими процессами: учеб. пособие для вузов / М. А. Ястребенецкий, Г. М. Иванова. М. : Энергоатомиздат, 1989. - 264 с.

87. Alger, P. L. A Saturistor Motor For Pump Drive With SCR Speed Control / P. L. Alger, I. V. Ingvarsson, W. R. Oney // IEEE Transaction on Power Apparatus and Systems. 1976. - № 3. - Pp. 766-772.;

88. Altmann, W. Practical Process Control for Engineers and Technicians / W. Altmann. Oxford : IDC Technologies, 2005. - 304 p.;

89. Banerjee, S. Nonlinear phenomena in power electronics. Attractors, bifurcation, chaos, and nonlinear control / Edited by S. Banerjee, G. Verghese. New York : IEEE Press, 2001.-441 p.

90. Blaabjerg, F. Can Soft-Starter Help Save Energy / F. Blaabjerg, J. K. Pederson et al. // IEEE Industry Applications Magazine. 1997. - № 4. - Pp. 56-66.

91. Boys, J. T. Empirical thermal model for inverter-driven cage induction machines / J. T. Boys, M. J. Miles // IEE Proc.-Electr. Power Appl. 1994. - Pp. 360372.

92. Bredthauer, J. Starting of Large Medium Voltage Motors: Design, Protection, and Safety Aspect / J. Bredthauer, N. Struck // IEEE Transactions on Industry Applications. 1995. - № 5. - Pp. 1167-1176.

93. Chappie, P. J. Principles of Hydraulic Systems Design / P. J. Chappie. Oxford : Coxmoor Publ. Comp., 2003. - 274 pp.;

94. Chrisanov, V. Intelligent soft starters for induction motors on the base of fuzzy logic control / V. Chrisanov, R. Brzesinski // Proceedings of the EPE-PEMC / Dubrovnik, 2002. Pp. 1-9.

95. Deleroi, W. Analysis and Application of Three-phase Induction Motor Voltage Controller with Improved Transient Performance / W. Deleroi, B. J. Woudstra, A. A. Fahim // IEEE Transactions on Industry Applications. 1989. - № 2. -Pp. 280-286.

96. Dewinter, F. A. The Application of a 3500-hp Variable Frequency Drive for Pipeline Pump Control / F. A. Dewinter, B. J. Kedrosky // IEEE Transaction on Industry Applications. 1989. -№ 6. - Pp. 1019-1024.

97. Forenc, J. The Speculative Method of Transient State Analysis with a Variable Integration Step / J. Forenc // Proceedings of the International Conference on Parallel Computing in Electrical Engineering (PARELEC'02). Berlin, 2002. -Pp. 101-106.

98. Fuchs, E. F. Measured Efficiency Improvements of Induction Motors With Thy-ristor/Triac Controllers / E. F. Fuchs, W. J. Hanna // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2002. - № 4. - Pp. 437-444.

99. Ginart, A. High Starting Torque for AC SCR Controller / A. Ginart, R. Esteller, A. Maduro et al. // IEEE Transactions on Energy Conversion. 1999. - № 3. -Pp. 553-559.

100. Girdhar, P. Practical Centrifugal Pumps. Design, Operation and Maintenance / P. Girdhar, 0. Moniz. Oxford : Newnes, 2005. - 260 p.;

101. Guevara, Y. Unsteady and Steady Flow Control on Pumping Systems / Y. Guevara, R. Carmona // IEEE Transaction on Industry Applications. 1990. - № 5. - Pp. 954-960.

102. Hamed, S.A. Analysis of variable-voltage thyristor controlled induction motors / S. A. Hamed, B. J. Chalmers // IEE Proceedings. 1990. - № 3. - Pp. 184-193.

103. High-grade steel absolute multi-turn shaft encoder, Baumer electric. Electronic source., 2006 . - Access mode: http://www.baumerelectric.com/ downloads/ Produkte/ PDF/ Datenblatt/ WinkelundPositionsmesssysteme / enE-3.38BEMV.pdf

104. Hoffman, D. Numerical Methods for Engineers and Scientists / D. Hoffman. -New York : Marcal Dekker. Inc., 2001. 823 p.

105. Kalles0e, C. S. Model Based Fault Detection in a Centrifugal Pump Application / C. S. Kalles0e, V. Cocquempot, R. Izadi-Zamanabadi // IEEE Transaction on Control Systems Technology. 2006. - № 2. - Pp. 204-215.

106. Larock, В. E. Hydraulics of Pipeline Systems / B.E. Larock, R.W. Jeppson, G.Z. Waiters. Boca Raton : CRC Press LLC, 2000. - 533 p.;

107. Lee, S. An Online Stator Winding Resistance Estimation Technique for Temperature Monitoring of Line-Connected Induction Machines / S. Lee, T. G. Ha-betler // IEEE Transactions on Industry Applications. 2003. - № 3. - Pp. 685694.

108. LEM Holding SA Электронный ресурс. / Официальный сайт LEM Holding SA; ; - Электрон, дан. - Grand-Lancy, Switzerland. : LEM Holding SA, 2006 -. - Режим доступа : http://www.lem.com, свободный. - Загл. с экрана. -Яз. англ.

109. Lipo, Т. A. The Analysis of Induction Motors with Voltage Control by Symmetrically Triggered Thyristors / T. A. Lipo // IEEE Transaction on Power Apparatus and Systems. 1971.-№2.-Pp. 515-525.;

110. Martin, J. The J & P Transformer Book / J. Martin. Oxford : Newnes, 1998. -957 p.

111. McElveen, R. F. Starting High-Inertia Loads / R. F. McElveen, M. K. Toney // IEEE Transactions on Industry Applications.-2001.-№ l.-Pp. 137-144.

112. Melikhov, A. YU. The Realization of the Algorithms of Programmed Control in the Systems of Soft Start with Induction Motor / A. YU. Melikhov, V. G. Tsukanov // Preprints of 10th International Student Olympiad on Automatic Control

113. Baltic Olympiad BOAC'2004) / ITMO State University. - Saint-Petersburg, 2004.-Pp. 57-60.

114. Mellor, P. H. Lumped parameter thermal model for electrical machines of TEFC design / P. H. Mellor, D. Roberts, D. R. Turner // IEE Proceedings-B. 1991. -№5.-Pp. 205-218.

115. Menon, E. S. Liquid Pipeline Hydraulics / E. S. Menon. New York : Marcel Dekker, Inc., 2004. - 286 p.

116. Mezani, S. A Combined Electromagnetic and Thermal Analysis of Induction Motors / S. Mezani, N. Takorabet, B. Laporte // IEEE Transactions on Magnetics. 2005. - № 5. - Pp. 1572-1575.

117. Novotny, D. W. Vector Control and Dynamics of AC Drives / D. W. Novotny, T.A. Lipo. Oxford : Clarendon press, 2003. - 440 p.

118. Quarteroni, A. Numerical Mathematics / A. Quarteroni, S. Riccardo, F. Saleri. -New York : Spriger-Verlag, 2000. 654 p.

119. Sanks, R. L. Pumping Station Design / Editor-in-Chief R. L. Sanks. Boston : Butterworth-Heinemann, 1998. - 1067 p.

120. Sannino, A. Improving Power Quality in Industrial Plants with Induction Motor Load by Using a Static Transfer Switch / A. Sannino // IEEE Industry Applications Magazin. 2003. - № 5. - Pp. 50-57.

121. Sastry, V. V. Optimal Soft Starting of Voltage-Controller-Fed IM Drive Based on Voltage Across Thyristor / V. V. Sastiy, M. R. Prasad, Т. V. Sivakumar // IEEE Transactions on Power Electronics. 1997. - № 6. - Pp. 1041-1051.;

122. Toyoshima, R. Anomalous Phenomenon of Conduction Angle in TCR-SVC and Its Control / R. Toyoshima, T. Funaki, T. Hikihara // Proceedings of the 35th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference / Germany. Aachen, 2004.-Pp. 3403-3408.

123. Tsukanov, V. G. Evolution of a Non-Deterministic Self-Oscillation Mode in a

124. Pulse-Phase Control System with Induction Motor / V. G. Tsukanov, A. YU.th

125. Melikhov / Preprints of 11 International Student Olympiad on Automatic Control (Baltic Olympiad BOAC'2006) / ITMO State University. - Saint-Petersburg, 2006. - Pp. 100-104.

126. Verner, J. A Classification Scheme for Studying Explicit Runge-Kutta Pairs // J. Verner. Canada : Queen's University at Kingston, 1992. - 25 p.

127. Verner, J. A Contrast of a New RK56 pair with DP56 // J. Verner. Canada : Department of Mathematics. PIMS. Simon Fraser University, 2005. - 14 p.

128. Volk, M. Pump Characteristics and Applications / M. Volk. Boca Raton : CRC Press, 2005.-547 p.

129. Zenginobuz, G. Performance Optimization of Induction Motors During Voltage-Controlled Soft Starting / G. Zenginobuz, I. Çadirci et al. // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2004. - № 2. - Pp. 278-288.

130. Zenginobuz, G. Soft Starting of Large Induction Motors at Constant Current With Minimised Starting Torque Pulsations / G. Zenginobuz, I. Çadirci et al. // IEEE Transactions on Industry Applications. 2001. - № 5. - Pp. 1334-1347.

131. Параметры схемы замещения асинхронных двигателей, использованных в работе при проведении численных расчетов

132. Параметры двигателя Единица измерения Типоразмер двигателя4А112М4УЗ 4А225М4УЗ 4AC132S4Y3 4АС250М4УЗ 4АН280М4УЗ1. Р — 2 2 2 2 2т — 3 3 3 3 3f Гц 50 50 50 50 -501. Рн кВт 5.5 55 8.5 63 160cos(p — 0.85 0.91 0.85 0.93 0.9

133. V — 0.855 0.925 0.825 0.87 0.935ин.ф. В 220 220 220 220 2201н.ф. А 11.5 99.0 18.4 117.9 288.1rs Ом 1.164 0.032 0.574 0.034 0.017

134. Гг Ом 0.645 0.017 0.850 0.123 0.012

135. Гн 0.171 0.0217 0.107 0.0231 0.009

136. Гн 0.176 0.0221 0.110 0.0236 0.0102и Гн 0.179 0.0222 0.111 0.0235 0.0103

137. Н-м 36.4 355.9 58.2 429.4 1041.6

138. Л кг-м2 0.017 0.621 0.028 1.2 2.1

139. Rr * ¡rw * Lm 0.4e1 * Lm * Rs * isw - 0.8e1 * Lr * Rs * isw) / (Lm * Ls - 0.4e1 * Lm л2 + Lr * Lm + 0.2e1 * Lr * Ls);