Динамические модели и детализированные структуры электромеханических систем на основе специальных индукционных машин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.01, кандидат технических наук Иванушкин, Виктор Андреевич

• Иванушкин, Виктор Андреевич
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Иванушкин, Виктор Андреевич

Введение

Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Структура электромеханической системы

1.2. Динамические модели и особенности переходных процессов

в линейных индукционных машинах

1.3. Структура и особенности механических преобразователей электромеханических систем

1.4. Стуктурно-топологические методы исследования электромеханических систем

1.5. Предмет и задачи исследования

Глава 2. МОДЕЛЬ И ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ СРУКТУРА ИНДУКЦИОННОГО

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРЕБРАЗОВАТЕЛЯ ЭНЕРГИИ

2.1. Индукционная машина как многоканальный многополюсник..

2.2. Вращающийся двигатель, как частный случай линейной индукционной машины

2.3. Упрощенный вариант модели индукционной машины

2. 4. Выводы

Глава 3. ОСНОВЫ СИНТЕЗА МОДЕЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ И ЦЕПЕЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

3.1. Элементы и цепи электромеханических преобразователи— -

3. 2. Механические преобразователи

3.3. Каналы измерения, регулирования и логического управления

3.4. Выводы

Глава 4. АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

4.1 Динамическая модель JIM при питании от источника напряжения

4.2 Методика и результаты расчета переходных процессов____

4.3. Выводы

Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРАКТИЧЕСКИЕ

ПРИЛОЖЕНИЯ

5.1. Экспериментальные исследования динамики элементов и цепей электромеханической системы

5.2. Практические приложения результатов исследования

5.3. Выводы

Заключение

Список литературы

Приложения

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВЗ - вторичный элемент

ЛИМ - линейная индукционная машина

ЭМС - электромеханическая система

МП - механический преобразователь

УА - управляющий автомат

ПКЭ - продольный краевой эффект

ЭМП - электромеханический преобразователь

АВМ - аналоговая вычислительная машина

ЭВМ - электронная вычислительная машина

ДМС - детализированная магнитная схема

КрАД - круговой асинхронный двигатель

САР - система автоматического регулирования

УРН - управляемый регулятор напряжения

СУ - система управления

PC ~ регулятор скорости

НКУ - нелинейное корректирующее устройство

ДСС - детализированная структурная схема

ЛП - логический преобразователь

ПДИ - подавтомат динамической индикации

МОА - модель операционного автомата

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамические модели и детализированные структуры электромеханических систем на основе специальных индукционных машин»

ВВЕДЕНИЕ

Значительная роль в совершенствовании технологических процессов и повышении эффективности промышленного производства принадлежит электромеханическим системам С ЭМО, развитие которых тесно связано с развитием электрических машин.

В современных ЭМС производственных механизмов все более широкое применение находят специальные электрические машины, в частности, линейные индукционные машины СЛИМ). Системы с ЛИМ обладают целым рядом достоинств: простота конструкции силовой части, возможность интеграции подвижной части машины с исполнительным органом механизма, высокая надежность в работе, малошумность, простота передачи тягового усилия в герметичные объемы с запыленными и вредными средами.

Известно, что ЛИМ как объект управления представляет собой сложную динамическую систему. При этом наибольшие трудности для синтеза требуемых моделей и анализа динамических процессов создают многоканальность ее структуры, взаимосвязанность каналов преобразования энергии, а также нелинейность отдельных ее элементов. Создание высококачественных ЭМС с использованием ЛИМ невозможно без детального анализа электромеханических переходных процессов с учетом многоканальности структуры ее электромеханического преобразователя (ЗМП), существенных нели-нейностей компонентов системы и особенностей индукционной машины, обусловленных разомкнутостью ее магнитопровода и эффектами "входа-выхода" проводящих контуров вторичного элемента (ВЗ).

Кроме того, повышение эффективности проектирования рассматриваемого класса систем требует создания детализированных моделей их механических преобразователй СМП), отражающих все существующие в реальной взаимосвязанной системе механические связи, обеспечивающих возможность оценки влияния на динамику системы параметров отдельных звеньев энергетических и информационных каналов при передаче потока энергии от двигателей к исполнительным механизмам Си наоборот), дающих возможность получения путем структурных преобразований необходимых эквивалентных моделей и корректного определения коэффициентов приведения их параметров и воздействий.

. Целью работы является разработка динамических моделей элементов и устройств энергетического и информационно-управляющего каналов ЭМС на основе специальных индукционных машин, позволяющих значительно расширить возможности анализа динамических процессов и обеспечивающих повышение эффективности создания подобного класса систем на стадии их проектирования за счет глубокой детализации структур компонентов системы.

Для синтеза динамических моделей в настоящей работе применен структурный метод, основанный на представлении математического описания динамических объектов в виде детализированных структурных схем, представляющих собой наиболее распространенный вид структурно-топологических моделей и состоящих из эле-

ментарных звеньев с полностью вскрытыми связями между ними. Синтез структуры управляющего автомата С УАЗ произведен на основе теории конечных автоматов. Экспериментальные исследования полученных теоретических результатов проведены методом имитационного математического моделирования на ЭВМ.

На основании проведенных исследований получены следующие новые научные результаты:

1. Динамическая модель электромеханического преобразователя ЛИМ, учитывающая многоканальность его структуры и взаимосвязанность каналов преобразования энергии и обеспечивающая возможность исследования переходных процессов в Ъ-области в режимах работы, характерных для электромеханических систем с разомкнутым и замкнутым циклами управления при различных видах управляющих и возмущающих воздействий С пуск, реверс, наброс и сброс нагрузки, различные виды комбинированного торможения и способы регулирования скорости и т.п.) с учетом существенных нелинейностей элементов машины, оценки влияния отдельных энергетических каналов ЭМП ЛИМ на его интегральные характеристики, выявление характера изменения внутренних переменных энегетичес-ких каналов ЭМП при изменении внешних переменных ЭМС для формирования его информационных каналов, а также дающая возможность определения по расчетным переходным характеристикам ее компонентов адекватной модели ЛИИ для синтеза регуляторов системы управления.

2. Рекомендации по основам синтеза моделей элементов и цепей ЭМС, в том числе и цепей с электрической редукцией, обеспечивающих возможность проведения анализа динамических процессов по структурным схемам, по схемам в переменных состояния и по уравнениям состояния и уравнениям интересующих выходов.

3. Метод синтеза детализированной структуры и коэффициентов приведения параметров и воздействий эквивалентных моделей механических преобразователей, позволяющий учесть все существующие в реальной взаимосвязанной системе механические связи, обеспечивающий возможность оценки влияния на динамические процессы ЭМС параметров отдельных звеньев энергетических и информационных каналов, дающий возможность получения путем структурных преобразований необходимых эквивалентных моделей и корректного определения коэффициентов приведения их параметров и воздействий.

4. Нетрадиционные способы измерения, регулирования и стабилизации скорости, а также определения направления движения ВЭ машины и структуры устройств для их осуществления.

5. Модель унифицированной структуры дискретного УА в пространстве состояний, ориентированная на программную реализацию алгоритма ее функционирования с использованием промышленных контроллеров, обеспечивающей программно-логическое управление

исполнительными механизмами ЭМС в различных режимах работы технологического объекта и необходимую реакцию УА на сигналы нерегулярных ситуаций.

8. Динамические модели типовых элементов логических преобразователей УА, обеспечивающих возможность анализа устойчивости функционирования исходного алгоритма управления в конкретном элементном базисе с учетом наличия в тактах автоматного времени динамических фаз методом пространства состояний.

Результаты исследований реализованы в рабочих' проектах ОАО " Уральский научно-технологический комплекс" ЭМС управления электроприводами промышленного оборудования в составе технологических установок и комлексов ГПО "УВЗ". Полученные теоретические результаты используются в учебном процессе кафедры "Электротехники и электротехнологических систем" УГТУ.

Основные результаты доложены и обсуждены на следующих научно-технических конференциях:

- научно-технической конференции с международным участием по проблемам промышленных электромеханических систем и перспективам их развития (Россия,Ульяновск, 1996г. ):

- международной конференции по проблемам электромеханических и электротехнических систем (Польша,Щецин,1996г.);

- международной конференции по проблемам электромеханических и электротехнических систем С Украина, Алушта, 1997г.):

- одиннадцатой научно-технической международной конференции по электроприводам переменного тока ( Россия, Екатеринбург, 1998г.);

- четвертой международной научно-методической конференции 21-26 сентября 1998 года (Россия, Астрахань,1998. ):

- третьей международной конференции по электромеханике и злектротехнологии 14-18 сентября 1998 (Россия, Клязьма,1998).

По результатам выполненных исследований опубликовано де-вятндцать печатных работ, получено четыре авторских свидетельства на изобретения.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем работы 253 страницы, в том числе 219 страниц основного текста, иллюстрированных 209 рисунками, 5 таблиц, 8 страниц списка литературы (111 наименований) и 34 страницы приложений.

В первой главе работы дается аналитический обзор и формулируются задачи исследования.

Вторая глава посвящена синтезу деталированных структур ЛИМ и ее кругового аналога при питании от источников напряжения и тока. Приводится упрощенная модель машины при питании индуктора от управляемого регулятора напряжения с блоком линеаризации.

Третья глава посвящена разработке основ синтеза моделей элементов и устройств ЭМС, детализированных структур индуктивно связанных цепей и механических преобразователей. Приводится

методика определения эквивалентных моделей механических преобразователей, а также коэффициентов приведения параметров и воздействий этих моделей. Описаны каналы измерения и цепи логического управления. Приводится модель унифицированной структуры УА в пространстве состояний.

В четвертой главе приведены результаты анализа режимов работы элементов ЭМС, описана динамическая модель ЛИМ при питании от источника напряжения и методика расчета переходных процессов в ЛИМ.

Пятая глава посвящена результатам экспериментальных исследований и практических приложений.

о

О

I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Обобщенная структура электромеханической системы С ЭМС) изображена на рис. 1.1. В состав системы входит электрический преобразователь 2, получающий питание от системы электроснабжения 1, электромеханический преобразователь 3, механический преобразователь 4, исполнительный орган 5 рабочего механизма,

I-1 I-! I-1 I-1 I-1

1 1 ь«—и 2 Ь—И з Н—И 4 Ь—И 5 1—1

I_I I_I I_!_! I_(_I 1_!_I

I-1

I 7 Н

I——1

-и 6 I«-

I__I

▼

I

Рис. 1.1

система управления С СУ) 6 координатами ЭМС и управляющий автомат С УАЗ 7, обеспечивающий формирование сигналов задания СУ координатами ЭМС. Элементы 1-5 образуют энергетический канал ЭМС. Элементы 6,7 и каналы обратных связей относятся к ее информационно-управляющим каналам. В диссертационной работе рассматриваются динамические модели основных компонентов энергетического канала С электромеханический и механический преобразователи ) ЭМС на основе линейных индукционных машин СЛИМЗ, в том числе и дугостаторных, а также отдельные компоненты ее информационно-управляющих каналов С элементы электрических цепей, цепей логического управления и управляющий автомат). Электрический преобразователь' 2 представлен в моделях электромеханического преобразователя ЛИМ параметрами его силовой цепи, а также амплитудой, частотой и начальной фазой источника питающего напряжения.

1.2. ДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЛИНЕЙНЫХ ИНДУКЦИОННЫХ МАШИНАХ

Многообразие динамических моделей ЛИМ объясняется рядом особенностей электромагнитных переходных процессов, которые вызваны разомкнутостъю ее магнитопровода, а также эффектами "входа-выхода", вызванными переходом элементарных вторичных проводящих контуров ВЭ из неактивной зоны в активную на набегающем крае индуктора и из активной зоны в неактивную на сбегающем крае С 98,991.

Разомкнутостъ магнитной цепи в ЛИМ приводит к отклонению от синусоидальной формы распределения потока в ярме и индукции в воздушном зазоре по продольной координате машины. Искажение картины магнитного поля ухудшает тяговые и энергетические характеристики ЛИМ. Из-за неравномерности распределения поля вдоль продольной оси катушки обмоток разных фаз находятся в неодинаковых магнитных условиях, что вызывает асимметрию ЭДС, наводимых в фазах обмотки индуктора. Это влечёт за собой возникновение асимметрии фазных токов при питании машины от источника с симметричной системой напряжений.

Вторичное магнитное поле, обусловленное токами ВЭ, оказывает большое влияние на суммарный магнитный поток в зазоре машины. Вторичный элемент можно представить себе как непрерывную последовательность проводящих контуров, которые входят в зону индуктора, движутся в ней и затем покидают активную зону. Явления "входа-выхода" сопровождаются появлением индуктированных токов и соответствующих потерь. Даже при движении ВЭ с синхронной относительно поля индуктора скоростью, во ВЭ существуют токи и потери, вызванные наличием границ обмотки индуктора, т.е. явлениями "входа-выхода". Возникающие при этом усилия могут быть как тормозными, так и двигательными.

Специфические особенности работы ЛИМ, обусловленные реакцией ВЭ, получили название вторичного продольного краевого эффекта, а особенности, имеющие место при отсутствии реакции вторичной части, - первичного краевого эффекта. В целом, совокупность рассмотренных особенностей электромагнитных процессов в машинах с разомкнутым магнитопроводом получила название продольного краевого эффекта СПКЭ) [17]. Идеальная ЛИМ, в которой отсутствует ПКЭ, является его круговым аналогом. Кроме отмеченных специфических явлений, в ЛИМ наблюдаются зубцовые эффекты, электромагнитные переходные процессы и другие явления, характерные для симметричных машин вращательного движения.

Для анализа режимов работы ЛИМ используются различные динамические модели [9,41,44,50,711. Разработаны численные математические модели, сводящиеся, в основном, к системам дифференциальных уравнений высокого порядка. Последний определяется уровнем дискретизации практической области существования электромагнитного поля и протяженностью краевых зон расчетной моде-

ли- В работая [41,70] шаг дискретизации принимается равным зуб-цовому делению и анализ проводится в "пазовый" координатах, что позволяет получить удовлетворительную точность при ограниченном порядке системы уравнений.

Иногда динамические модели [44] сводят исходную машину к последовательному или параллельному включению действующих на один рабочий орган отдельных магнитно связанных однополюсных машин, представляемых в фазных или сЗ.-ё осях. При этом, сокращая порядок системы дифференциальных уравнений, решаемых при исследовании динамики ЛИМ, они уступают им по точности учета ПКЭ и переносят сложности полевой задачи на этап расчета параметров элементарных машин.

В работах [74,75] рассмотрен вариант математического описания ЛИИ, основанный на преобразовании Лапласа. Модель дает возможность анализа динамических свойств машины частотными методами и решения на этой основе задач синтеза линейных систем автоматического управления. Недостатком модели является зависимость передаточных функций от скорости движения подвижного элемента ЛИМ.

Общим недостатком всех перечисленных моделей является то, что они не дают возможности детального исследования влияния параметров звеньев отдельных энергетических каналов ЭМП ЛИМ на ее интегральные характеристики, а также характера изменения внутренних переменных энергетических каналов ЭМП при изменении внешних переменных ЭМС и формирования на этой основе информационных каналов для целей измерения и регулирования ее механических координат.

1.3. СТРУКТУРА И ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Механические преобразователи С механическая часть) ЭМС представляют собой чаще всего многомассовую взаимосвязанную динамическую систему. Сложность структуры механических преобразователей определяется совокупностью реализуемых ими функций, которые диктуются особенностями технологического агрегата и реализуемого в нем технологического процесса и к которым в общем случае относят [863: обеспечение механической связи двигателя с рабочим органом механизма; изменение величинны и знака параметров системы, направления вращения выходных осей, а также плоскости действия усилий и моментов; преобразование характера движения С вращательного в возвратно-поступателное и т. п ): согласование кинематических и силовых параметров двигателя с параметрами технологических агрегатов; обеспечение возможности изменения кинематических и силовых параметров движения перед началом рабочего процесса или при его выполнении; разделение потока энергии между отдельными механизмами при групповом приводе; объединение потока энергии от нескольких двигателей к одному исполнительному механизму; обьединение потока энергии от разных двигателей с дальнейшим разделением его между отдельными механизмами при комбинированном электроприводе; алгебраическое суммирование координат электропривода С момента, скорости) при жестком соединении валов, при дифференциальных передачах; распределение (согласование) нагрузки между электродвигателями при многодвигательном приводе; формирование требуемых траекторий движения исполнительного механизма при жестких и гибких механических связях; дискретное перемещение исполнительного органа машины при непрерывном однонаправленном вращении электродвигателя; реверс электродвигателя с изменением и без изменения передаточного отношения кинематической цепи; исключение реверсирования рабочей машины при изменении направления элементов кинематической цепи; аварийное размыкание кинематической цепи при предельных нагрузках; обеспечение возможности измерения координат электропривода и рабочей машины С информационные функции); ограничение силовых механических координат; многоступенчатое и бесступенчатое регулирование выходных координат; автоматический останов С прекращение движения) исполнительного органа механизма с автоматическим пуском С возобновление движения) при снятии (уменьшении) нагрузки; управление торможением элементов кинематической цепи; обеспечение самоторможения передачи; управляемое размыкание и замыкание (сцепление) кинематической цепи; автоматическое размыкание кинематической цепи при нарушении определенного соотношения скоростей в отдельных звеньях кинематической цепи; подавление крутильных колебаний; устранение кинематических

зазоров в передачах; блокировка передачи усилия или момента; синхронно-синфазное вращение нескольких исполнительных механизмов; возможность накопления и отдачи кинетической энергии и т. п.

Созданию математической модели любой электромеханической системы предшествует синтез модели ее механического преобразователя. В классической теории электропривода [ 38,39] при оценке свойств различных электромеханических систем широко используются обобщенные модели механической части с приведенными С эквивалентными) параметрами. При выполнении операций эквивалентирования обеспечивают сохранение запаса кинетической и потенциальной энергии системы, а также элементарной работы всех действующих в системе сил и моментов на возможных перемещениях. В зависимости от задачи, решаемой на конкретной стадии создания ЭМС, обычно применяют одно,-двух,-или трехмассовую обобщенные модели механических преобразователей [ 6,12,13], к которым, без потери важнейших свойств исходной системы, обычно сводятся однодвигательные электроприводы с неразветвленной линейной механической частью.

В качестве одного из главнейших достоинств ЭМС на основе индукционных машин обычно отмечают упрощение механической передачи системы [14,21,76,78,91]. Однако, многообразие конструкций призводетвенных механизмов и реализуемых на их основе технологических процессов определяет большое разнообразие структур механических преобразователей

промышленных электроприводов ЭМС, причем для многих технологических установок характерно использование только групповых, многодвигатеьных или комбинированных систем автоматизированного электропривода. Структуры энергетических каналов механических преобразователей в таких системах получаются [62,88] разветвленными многоканальными

С расходящимися, сходящимися и сходяще-расходящимися). Причем сходимости и расходимости указанных каналов могут быть как дизъюнктивными, так и конъюнктивными, а каждый из каналов может содержать различные нелинейные механические элементы. Кроме того, для обеспечения возможности измерения механических координат, такие преобразователи дополнительно содержат еще и информационные каналы. Известные же обобщенные модели МП не позволяют учесть все существующие в реальных взаимосвязанных системах механические связи и оценить влияние на динамические процессы в МП параметров отдельных звеньев их энергетических и информационных каналов.

1.4. СТРУКТУРНО-ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

При исследовании динамики ЭМС применяются различные расчет-но-аналитические и машинные методы. К расчетно-аналитическим можно отнести классический, операторный и частотный методы, различные численно-графические и графические методы, а к машинным - моделирование на аналоговых и электронных вычислительных машинах САВМ и ЭВМ). В зависимости от характера решаемой задачи используют один из указанных методов на конкретном этапе исследования или сочетание различных методов, дополняющих друг друга и позволяющих наиболее полно и с меньшими затратами времени провести анализ и синтез ЭМС [ 5-8,10-13,22,41-46,50-53,95].

Общий подход к исследованию динамики ЭМС описан в [ 22]. На основе функциональной схемы ЭМС составляются исходные линейные и нелинейные дифференциальные уравнения отдельных элементов и звеньев системы, с помощью которой компонуется структурная схема ЭМС, являющаяся математической моделью реальной системы. Структурная схема наглядно отражает вид динамических звеньев и характер связей между ними и в общем случае может быть нелинейной. Для предварительного исследования ЭМС , выявления "веса" отдельных параметров и связей и разработки исходных рекомендаций по оптимизации контуров обычно проводят линеаризацию нелинейной системы, если , конечно, линеаризация допустима. При исследовании линеаризованных ЭМС применяются линейные методы расчета динамики, в частности, операторный, частотный и др. Применение частотного метода дает возможность наиболее просто осуществить синтез ЭМС и в первом приближении оценить характер переходных процессов.

После такой предварительной оценки динамических свойств ЭМС осуществляют переход к более полному анализу нелинейной системы во всей совокупности параметров и связей. Такая задача решается с помощью моделирования на АВМ и ЭВМ. Применение машинных методов ускоряет получение результатов, в особенности если исследуется несколько различных вариантов построения и оптимизации системы. На этом этапе применяют и расчетно-аналитичес-кие методы исследования нелинейных систем. Такое комплексное исследование ЭМС позволяет скорректировать рекомендации по оптимизации, сформулированные выше для линаризованной системы, а в ряде случаев и разработать новые способы коррекции нелинейной ЭМС.

Изложенная последовательность исследования ЭМС с помощью сочетания различных методов позволяет наиболее полно изучить особенности системы и принять рациональные решения по их построению. С этих позиций рассмотрим возможности некоторых современных инженерных методов расчета динамических процессов в электромеханических системах.

Метод структурный преобразований ЗМС. Составление структурной схемы является отправным моментом при исследовании ЗМС стуктурными методами (частотные., графические, моделирование). Правила преобразования линейных структур достаточно широко освещены в литературе [11,12,47,83], которые направлены в основном на объединение последовательно и параллельно соединенных звеньев, свертку контуров и устранение перекрещивающихся связей, что в результате дает возможность наиболее просто осуществить анализ м синтез ЭМС расчетно-аналитическими, чаще всего частотными, методами. При исследовании динамики машинными методами, в частности при моделировании на АВМ, иногда возникает задача такого преобразования исходной структурной схемы, чтобы в ней отсутствовали дифференцирующие звенья, трудно реализуемые в схемах набора на АВМ. При подобных преобразованиях в некоторых случаях пользуются специальными приемами [ 11,12], заимствованными из теории направленных графов [ 47].

Частотный метод исследования динамики ЭМС. Несмотря на широкое развитие и применение машинных методов исследования ЭМС, интерес к частотным методам не уменьшился, что обусловлено как универсальностью частотного метода и удобством синтеза систем, так и методологией самого процесса исследования [12]. В основе различных структурно-топологических методов лежит единое математическое описание, в общем случае система нелинейных дифференциальных уравнений, трансформирующихся в дальнейшем применительно к конкретным методам. При этом последние оказываются взаимосвязанными и дополняющими друг друга на каждом этапе исследования.

Применение частотного метода целесообразно на начальной стадии исследования линеаризованной системы, поскольку с его помощью наиболее удобно "почувствовать" специфику работы ЭМС, выявить существенные параметры и связи, исследовать влияние "малых" параметров, провести синтез регуляторов и дать предварительную оценку динамических свойств системы.Вместе с тем частотные методы используются и на более поздних этапах исследования ЭМС,например в сочетании с машинными методами или в ходе экспериментальных исследований. Частотные методы применяются также довольно широко для исследования периодических режимов (автоколебаний) и переходных процессов в нелинейных системах ( с использованием метода гармонического баланса) С 57].

Моделирование ЭМС на АВМ. Использование АВМ [20] при исследовании динамики позволяет более глубоко изучить характер переходных процессов во всех звеньях ЭМС, с наименьшими затратами проанализировать поведение системы при различных видах управляющих и возмущающих воздействий, а также при различном сочетании параметров объекта регулирования и в конечном итоге повысить эффективность проектирования ЭМС.

К основным преимуществам моделирования на АВМ можно отнес-

ти: эффективность использования многоконтурных нелинейных ВМС с разветвленной силовой электрической и многомассовыми механическими системами с упругими связями; возможность быстрой перестройки модели при изучении влияния отдельных параметров, внешних и внутренних возмущений и различных вариантов структуры ЭМС; возможность исследования предельных нагрузок и аварийных режимов работы ЭМС.

В практике использования АВМ получили методы машинных уравнений и структурное моделирование С 21]. Метод машинных уравнений довольно прост, но имеет ряд существенных недостатков, особенно ярко проявляющихся при моделировании сложных ЭМС: большое число однообразных вычислительных операций; невозможность использования при компоновке схемы набора на АВМ результатов предварительной работы по составлению структурной схемы проектируемой ЭМС; получение переходного процесса, как правило, по одной переменной и в связи с этим отсутствие информации о других регулируемых координатах системы; трудность отыскания ошибок в работе системы. В связи с этим наибольшее распространение при исследовании ЭМС получил метод структурного моделирования [ 77], при этом структурная схема представляется состоящей из типовых динамических звеньев. При структурном методе значительно упрощается контроль работы модели, так как в модели, отражающей структуру реальной системы, все напряжения соответствуют реальным переменным и по характеру изменения этих напряжений' в статике и динамике можно судить о достоверности модели.

Моделирование ЭМС на ЭВМ. Цифровое моделирование является разновидностью математического моделирования - эффективного современного метода исследования сложных ЭМС. Сравнительная оценка способов моделирования указывает на определенные преимущества цифрового моделирования перед аналоговым С высокая точность исследования, возможность выполнения операций дифференцирования и интегрирования по невременным переменным и д.р.). При цифровом моделировании используют различные численные методы решения дифференциальных уравнений [5-7]. Если учесть широкое распространение в инженерной практике структурно-топологических методов исследования ЭМС, использование стандартных подпрограмм численного интегрирования системы дифференциальных уравнений требует значительной подготовительной работы по переходу от разработанной структурной схемы к переменным состояния. Для повышения эффективности применения ЭВМ при исследовании ЭМС иногда используют специальные методы [60] структурного моделирования, основанные на использовании единой модели универсального звена и сводящие подготовительную работу по постановке задачи на ЭВМ до минимума, а также позволяющие наиболее полно использовать информацию, полученную на первичной стадии исследования. Цифровое моделирование позволяет сравнительно просто построить анализатор качественных показателей переходного процесса, информацию о которых обычно используют при оптимизации ЭМС.

1.5. ПРЕДАЕТ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Предметом исследования данной диссертационной работы является ВМС на основе линейной индукционной машины с вторичной частью, имеющей обмотку в виде короткозамкнутой клетки, уложенной в пазы ферромагнитного сердечника.

Изучению подлежит возможность синтеза детализированных структур основных компонентов ЭМС, для целей анализа динамических процессов методом пространства состояний. Известные в настоящее время динамические модели ЛИМ [9,41,44,50,71,74,75] не раскрывают много канал ь но сть структуры и взаимосвязанность каналов его электромеханического преобразователя, а известные методы синтеза эквивалентных моделей механических преобразователей системы С 6,12,13] и коэффициентов приведения параметров и воздействий [38,39] этих моделей не позволяют корректно учесть все существующие в реальной взаимосвязанной системе механические связи. Кроме того, в настоящее время отсутствуют методы синтеза унифицированной структуры управляющего автомата подобных ЭМС и динамических моделей элементов его логических преобразователей, а также основы синтеза детализированных моделей элементов и цепей ЭМС, в том числе цепей с электрической редукцией.

Таким образом задачами исследования являются:

1. Создание динамической модели ЭМП ЛИМ, позволяющей учесть многоканальность его структуры и взаимосвязанностъ каналов преобразования энергии и обеспечивающей возможность исследования переходных процессов в ЛИМ методом пространства состояний С в Ь-области) в режимах работы, характерных для ЭМС с разомкнутым и замкнутым циклами управления при различных видах управляющих и возмущающих воздействий Спуск, реверс, наброс и сброс нагрузки, различные виды комбинированного торможения и способы регулирования скорости и т. п.) с учетом существенных нелинейностей ее элементов, оценки влияния отдельных энергетических каналов ЭМП ЛИМ на его интегральные характеристики, выявления характера изменения внутренних переменных энергетических каналов ЭМП при изменении внешних переменных ЭМС для формирования информационных каналов ЭМП, а также дающей возможность определения по расчетным переходным характеристикам ее компонентов адекватной модели ЛИМ С содержащей элементарные динамические звенья) для синтеза регуляторов системы управления линейными методами теории автоматического управления.

2. Разработка рекомендаций по основам синтеза моделей элементов и цепей ЭМС, в том числе цепей с электрической редукцией, обеспечивающих возможность проведения анализа динамических процессов по структурным схемам, по схемам в переменных состояния и, кроме того, по уравнениям состояния и уравнениям интересующих выходов.

3. Разработка метода синтеза детализированной структуры и коэффициентов приведения параметров и воздействий эквивалентный моделей механическим преобразователей, позволяющего учесть все существующие в реальной взаимосвязанной системе механические связи, обеспечивающего возможность оценки влияния на динамические процессы параметров отдельных звеньев энергетических и информационных каналов при передаче потока энергии от двигателей к исполнительным механизмамСи наоборот), дающего возможность получения путем структурных преобразований необходимых эквивалентных моделей и корректного определения коэффициентов приведения их параметров и воздействий.

4. Разработка ряда нетрадиционных способов измерения, регулирования и стабилизации скорости, а также определения направления движения вторичного элемента ЛИМ и структуры устройств для их осуществления.

5. Создание модели унифицированной структуры дискретного УА в пространстве состояний, ориентированной на программную реализацию алгоритма ее функционирования, обеспечивающей программно- логическое управление исполнительными механизмами электромеханической системы при различных режимах работы технологического объекта и необходимую реакцию УА на сигналы нерегулярных ситуаций.

6. Разработка динамических моделей типовых элементов логических преобразователей, обеспечивающих возможность анализа устойчивости функционирования исходного алгоритма управления в конкретном элементном базисе с учетом наличия в тактах автоматного времени динамических фаз методом пространства состояний.

7. Анализ режимов работы компонетов электромеханической системы.

II. МОДЕЛЬ И ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ СТРУКТУРА ИНДУКЦИОННОГО

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭНЕРГИИ

2.1. ИНДУКЦИОННАЯ МАШИНА КАК МНОГОКАНАЛЬНЫЙ МНОГОПОЛЮСНИК

Динамические свойства ЭМП в значительной степени определяют регулировочные возможности, рациональные способы управления и энергетические показатели ЭМС. Анализ динамики многофазных ЭМП индукционных машин обычно производят на основе их эквивалентных двухфазных моделей [75,763, либо моделей в пространстве состояний [ 26,69,108,1093.

В настоящей работе модель ЭМП ЛИМ представлена в виде нелинейного многоканального многополюсника [68,693, имеющего к пар электрических входов, соответствующих к элементарным обмоткам индуктора, уложенным в его пазы вокруг ярма, и к пар механических выходов, на каждом из которых в результате электромеханического преобразования энергии при скорости вторичного элемента Vr развивается элементарное электромагнитное усилие frj С Рис.2.13. Приложенные к элементарным обмоткам напряжения CEsl-Esk) связывают ЭМП с системой управления ЛИМ. Выходные переменные frl-frk ЭМП являются управляющими воздействиями для механической части электропривода.

Еб1 Ебп ЕбСп+13 Ебз Ебш ЕбСпнЮ Егк

0 - о .. о - о 0-0 ... о - о .. о - о о - о ... о - о

1 I | Цбп[ Цб(п+13| |isj I Цвш| ЦбСпн-!)! Цгк

Заключение диссертации по теме «Электромеханика и электрические аппараты», Иванушкин, Виктор Андреевич

5. 3. ВЫВОДЫ

1. Исследованы динамические режимы моделей элементов и цепей ЭМС методом математического моделирования на ЭВМ.

2. Результаты диссертационной работы использованы ведущим предприятием ОАО "УНТК" в рабочих проектах электрооборудования транспортной системы и проектах автоматизации оборудования и технологических процессов, а также в системах автоматического регулирования электрического режима дуговых сталеплавильных печей.

3. По результатам исследований изготовлены и внедрены в производство системы управления электроприводами перемещения электродов дуговых сталеплавильных печей и системы программно-логического управления исполнительными механизмами опытного участка транспортной системы на базе односторонних линейных индукционных машин.

4. Результаты теоретических исследований приняты к использованию ОАО "УНТК" при проектировании вновь создаваемых электромеханических систем для технологического оборудования и автоматических линий, а также в учебном процессе.

5. Хорошее совпадение результатов расчета и эксперимента подтверждает достоверность как теоретических выводов, так и экспериментов, а также показывает, что допущения, принятые при синтезе динамических моделей, вполне приемлемы для получения достаточной для инженерной практики точности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана динамическая модель С структурные схемы и детализированные структуры) электромеханического преобразователя ЛИМ ЭМС и ее кругового аналога, в рамках которой учитываются многоканальностъ структуры и взаимосвязанность каналов преобразования энергии и основные особенности ЛИМ. Модель позволяет:- исследовать электромагнитные переходные процессы собственно в электромеханическом преобразователе ЛИМ и ее круговом аналоге, с целью оптимизации по заданным критериям структуры его з-х каналов и 1-х управлений:

- изучать динамические процессы в ЛИМ в 1-области в режимах работы, характерных для промышленных ЭМС при различных видах управляющих и возмущающих воздействий:

- получать по расчетным интегральным переходным характеристикам ее компонентов эквивалентные модели для синтеза регуляторов систем управления ЛИМ:

- исследовать динамические процессы при наличии в преобразователе специальных корректирующих обмоток:

- получать частные модели отдельных элементов электротехнических устройств С простые и сложные электрические цепи, индуктивно связанные цепи и т.д.):

- проводить анализ з-х каналов, их контуров и преобразователя в целом методами теории автоуправления, в том числе и структурными:

- исследовать процессы в ЛИМ при нормальных, специфических и аварийных режимах ее работы (штатные и нештатные схемы включения обмоток индуктора,обрывы фаз, короткие замыкания и т.п.):

- формировать структуру электромеханического преобразователя ЛИМ с заданным числом его "физических' каналов С пазов индуктора) :

- моделировать динамические процессы в ЛИМ в режимах работы, характерных для транспортных механизмов (вход вторичного элемента в зону индуктора и его выход и т.п.):

- производить оценку влияния отдельных звеньев энергетических каналов ЭМП ЛИМ на его интегральные характеристики,

- выявлять характер изменения внутренних переменных энергетических каналов ЭМП при изменении внешних переменных ЭМС для целей формирования его информационных каналов.

2. Получена упрощенная динамическая модель ЛИМ при питании обмоток его индуктора от управляемого регулятора напряжения с блоком статической линеаризации. Модель представлена в виде интегрирующего звена и дает возможность в первом приближении синтезировать регуляторы системы управления.

3. Разработаны рекомендации по основам синтеза моделей элементов и цепей ЭМС, обеспечивающих возможность проведения анализа динамических процессов по структурным схемам, по схемам в переменных состояния, а также по уравнениям состояния и уравнениям интересующих выходов. Отмечена необходимость устранения из о -1 -1 с-x структуры моделей безынерционным замкнутый контуров, приведены способы преобразования детализированных моделей со взаимными перекрестными связями по производным переменных состояния.

4. Предложен метод синтеза детализированных моделей МП ЗМС. Метод позволяет в рамках единого структурного подхода синтезировать эквивалентные модели сложных МП с одновременным определением всех коэффициентов приведения параметров, внешних воздействий и внутренних переменных. Метод уточняет известные современной теории ЭМС выражения коэффициентов приведения эквивалентных моделей и применим для синтеза МП в системах однодвигательного , группового, многодвигательного и комбинированного электропривода.

5. На основе структурного метода определены выражения для параметров и воздействий эквивалентных моделей МП однодвига-тельных, многодвигательных, групповых и комбинированных электроприводов ЭМС с жесткими и гибкими С упругими) связями.

6. Установлена зависимость всех коэффициентов приведения параметров и воздействий эквивалентных моделей МП от коэффициента полезного действия передачи.Установленная зависимость требует увеличения при проектировании ЭМС ресурсов ее энергетического и информационно-управляющего каналов.

7. Предложены нетрадиционные способы измерения, регулирования и стабилизации скорости, а также определения направления движения вторичного элемента ЛИМ, основанные на неравномерности распределения магнитного потока в воздушном зазоре машины.

8. Разработана модель УА в переменных состояния, позволяющая унифицировать структуры УА различных ЭМС, сократить сроки их проектирования и внедрения, а также снизить затраты на их эксплуатацию.

9. Разработаны динамические модели типовых элементов ЛП УА ЭМС, обеспечивающих возможность анализа устойчивости функционирования УА по модели его динамической структуры методом математического моделирования и коррекции исходных алгоритмов управления.

10. Создана динамическая модель и методика расчета электромеханических переходных процессов в ЛИМ с короткозамкнутым ВЭ.

11. Проведены исследования динамических режимов моделей элементов и цепей ЭМС методом математического моделирования на ЭВМ. Хорошее совпадение результатов расчета и эксперимента подтверждает достоверность как теоретических выводов, так и экспериментов, а также показывает, что допущения, принятые при синтезе динамических моделей, вполне приемлемы для получения достаточной для инженерной практики точности.

12. Результаты исследований реализованы в рабочих проектах ОАО "Уральский научно-технологический комплекс" ЭМС управления электроприводами промышленного оборудования в составе технологических установок и комлексов ГПО "УВЗ" и используются в учебном процессе кафедры "ЭЭТС" УГТУ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Иванушкин, Виктор Андреевич, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Автоматизированный электропривод / Под. общ. ред. Н. Ф. Ильинского, М. Г. Юнькова.- М.: Знергоатомиздат, 1990. 544 с.

2. Айзенштейн Б.М. Линейные электродвигатели / Итоги науки и техники//Электрические машины и трасформаторы. T.l. М.: ВИНИТИ, 1975. 112с.

3. Бакалов В.П., Игнатов А.Н., Крук Б.И. Основы теории электрических цепей и электроники: Учеб. для вузов.- М.: Радио и связь, 1989. 582 с.

4. Барышников Ю-В.» Иванушкин В.А.» Черноус A.B. Применение линейных асинхронных двигателей в системах позиционирования / Исследование параметров и характеристик электрических машин переменного тока // Межвузовский сборник научных трудов. Свердловск, Изд. УПИ им. С. М. Кирова, 1983. С. 81-85.

5. Бадарин А. В., Будилов М.В., Федотовский С.Б. Моделирование, идентификация и синтез нелинейных электромеханических систем и систем управления./Автоматизированный электропривод//Под общ. ред. Н. Ф. Ильинского, М. Г. Юнькова. -М.: Знергоатомиздат, 1990. С.196-200.

8. Башарин A.B.» Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. / Учеб. пособие для вузов. Л.: Знергоатомиздат, Ленингр. отд-ние,1982. 392с.

7. Башарин A.B.» Постников Ю.В. Примеры расчета автоматизированного электропривода на ЭВМ./ Учеб. пособие для вузов.- 3-е изд. Л.: Знергоатомиздат, 1990. 512 с.

8. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Злектричекие цепи: Учеб. для электротехн., энерг., приборостроит. спец. вузов.- 9-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1996. 638с.

9. Беспалов В.Я.» Кузнецов В.В., Соколова Е.М. и др. Исследование параметров линейного асинхронного двигателя методом проводимостей зубцовых контуров. /Электричество. 1985, N7. С. 62-65.

10. Беляев Е.Ф. „ Шулаков Н. В. Математическое моделирование динамических режимов линейных индукционных машин с коротким рабочим телом. / Вестник уральского государственного университета // Электротехника и электротехнология, Екатеринбург, 1995г. С. 28-31.

11. Бессекерский В.А.» Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования- М.: Наука, 1975. 767 с.

12. Борцов Ю.А.» Соколовский Г.Г. Автоматизированный электропривод с упругими связями.- 2-е изд., перераб. и доп.- СПб: Знергоатомиздат. Санкт-Петербургское отд-ние, 1992. 288 с.

13. Браславекий И. Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением.М.: Знергоатомиздат, 1988. 224с.

14. Веселовекий О.Н., Коняев А. КЗ.» Сарапулов Ф. Н. Линейные асинхронные двигатели. М.: Знергоатомиздат, 1991. 256 с.

15. Веселовский 0.Н. Линейные электродвигатели переменного тока для производственных механизмов и автоматических устройств // Электротехника. 1977, N6. С. 12-15.

16. Василевский С.П.» Беляев Е.Ф. О методе моделирования переходных процессов в линейных асинхронных двигателях. / Исследование параметров и характетистик электрических машин переменного тока// Свердловск: УПИ, 1976. С. 94-96.

17. Вольдек А. И. Индукционные магнитогидродинамические машины с жидкометаллическим рабочим телом. Л.: Энергия,1970. 272 с.

18. Грувер М. „ Зиммерс 3. САПР и автоматизация производства. М.: Мир 1987. 528 с.

19. Демирчян К. С., Бутырин П. А. Моделирование и машинный расчет электрических цепей:Учеб. пособие для электр. и электро-энерг. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1988. 335 с.: ил.

20. Дунаевский С.Я., Крылов О.А., Мазия Л.В. Моделирование элементов электромеханических систем. М.: Энергия, 1966. 304 с.

21. Дьячков В. К. Конвейеры с линейными асинхронными двигателями. / Подъемно-траспортное оборудование. 1975, N12. С.38.

22. Егоров В. Н.» Шестаков В. М Динамика систем электропривода - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд. -ние, 1983. 216 с.

23. Жерве Г. К. Промышленные испытания электрических машин.М.: Госзнергоиздат, 1959. 504 с.

24. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные поля и процессы в электрических машинах и их физическое моделирование. М.: Энергия, 1969. 304 с.

25. Иванов-Смоленский А. В., Кузнецов В.А., Аванесов М. А. и др. Развитие методов электромагнитного расчета турбогенераторов и гидрогенераторов./ Электричество, 1969, N6. С. 23-27.

26. Иванушкин В.А., Сарапулов Ф.Н. Математическая модель линейного асинхронного двигателя как многомерного объекта управления. / Сборник научных трудов// Вопросы совершенствования электротехнологического оборудования и электротехнологий, г.Екатеринбург, 1996г. С. 109-111.

27. Иванушкин В.А.» Сарапулов Ф.Н. Совершенствование систем регулирования положения электрода дуговых сталеплавильных печей. / Сборник научных трудов// Вопросы совершенствования электротехнологического оборудования и электротехнологий. Екатеринбург, 1996.С.104-106.

28. Иванушкин В. А. Модель дискретного управляющего автомата в пространстве состояния./ Сборник научных трудов// Вопросы совершенствования электротехнологического оборудования и электротехнологий, Екатеринбург, 1996. С. 107-108.

29. Иванушкин В.А., Тимофеев В.Л. Об определении параметров расчетной схемы механической части электропривода / Труды одиннадцатой научно-технической конференции с международным участием "Электроприводы переменного тока" ЭППТ-98//УГТУ, Екатеринбург: Россия, 1998. С.237-240.

30. Иванушкин В. А., Сарапулов Ф. Н.» Говаровский Д.А. Математическая модель унифицированной структуры управляющего автомата / Сб. науч.трудов Вып.N2/ Вопросы совершенствования электротехнологического оборудования и электротехнологий // Екатеринбург: УГТУ, 1997. С. 163-166.

31. Иванушкин В.А., Исаков Д.В., Сарапулов Ф. Н. Особенности ситеза модели линейной индукционной машины в переменных состояния/ Электротехника и электротехнология (МКЗЭ-98)// Материалы третьей международной конференции 14-18 сентября 1998. Россия, Клязьма, 1998. С. 251-252.

32. Иванушкин В.А. Система регулирования положения электрода электрода дуговой сталеплавильной печи/ Оптимизация режимов работы систем электроприводов// Межвузовский сборник. Красноярск, КПИ, 1995. С. 61-64.

33. Изергин Н.А. Вентильный многопакетный электродвигатель. / Электричество, 1996, N12. С 52-57.

34. Исаков Д.В., Орлов Е.В. Иванушкин В.А. Математическое моделирование электротехнических устройств/ Сб. науч.трудов Вып. N2/' Вопросы совершенствования электротехнологического оборудования и электротехнологий// Екатеринбург: УГТУ, 1997.

С. 163-166.

35. Исследование и разработка электроприводов на основе линейных асинхронных двигателей / Ф.Н.Сарапулов , Ю. Л. Махорский,

B. А. Бегалов, Ю. В. Барышников, Т. А. Бегалова, В. А. Иванушкин //Отчет о НИР N НТ 1554, Свердловск, УПИ, 1981.115с.

36. Ижеля Г.И.» Ребров С.А.» Шаповаленко А.Г. Линейные асинхронные двигатели. Киев: Техника, 1975. 136 с.

37. Катков С.Н., Миляшов Н.Ф., Шишков В. К. Подход к анализу переходных процессов в электромеханических системах./ Тезисы докладов научно-технической конференции с международным участием// Проблемы промышленных электромеханических систем и перспективы их развития, 4.1. Ульяновск, 1996г. С. 17-19.

38. Ключев В.И. Теория электропривода: Учеб. для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1985. 560 с.

39. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода: Учеб. для вузов.- СПб: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отд-ние, 1995. 496 с.

40. Коняев А.Ю., Назаров С.Л.» Удинцев В.Н. Моделирование и исследование линейных индукционных машин для электродинамических сепараторов. / Тезисы докладов научно-технической конференции с международным участием// Проблемы промышленных электромеханических систем и перспективы их развития, Ч.2. Ульяновск,1996г. С.41-43.

41. Копылов И.П., Беляев Е.Ф. Математическое моделирование линейных асинхронных двигателей. / Известия вузов. 1977, N1.

C. 11-20.

42. Копылов И.П., Мамедов Ф.А., Беспалов В.Я. Математическое моделирование асинхронных машин. М.: Энергия, 1969.

43. Копылов И. П., Беляев Е. Ф. Численное моделирование линейных* асинхронных двигателей высокоскоростных транспортных систем. / Изв. АН СССР// Энергетика и транспорт. 1977, N3. С.61-89.

44. Копылов И.П.» Набиев Ф.М. Математическое моделирование динамических режимов линейных двигателей / Юбилейна научна сессия "30 години ИЕП". София, 1990. 72-77.

45. Корн Г.К., Корн Т.К. Справочник по математике для научных работников и инженеров- М.: Наука, 1973. 832 с.

46. Курилин С.П.» Денисов В.Н. Одномерный расчет переходного электромагнитного процесса в ЛАД методом Бубнова-Галеркина./ Электротехника. 1981, N11. С. 54-56.

47. Лукас В. А. Теория автоматического управления: Учеб. для вузов.- 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Недра, 1990. 416 с.

48. Лазарев В.Г., Пийль Е.И., Турута Е.Н. Построение программируемых управляющтх устройств. М.: Знергоатомиздат, 1984. 192 с.

49. Лазарев В.Г., Пийль Е.И. Синтез управляющих автоматов.-3-е изд., перераб- и доп. - М.: Знергоатомиздат, 1989. 328 с.

50. Мамедов Ф.А., Талюко В.В., Курилин С.П. Метод расчета электромеханических переходных процессов. / Электротехника. 1983, N2. С. 36-38.

51. Масандилов Л.Б., Мельник P.P. Моделирование асинхронного электропривода с реверсивным тиристорным преобразователя напряжения./ Труды одиннадцатой научно-технической конференции с международным участием "Электроприводы переменного тока" ЗППТ-98//УГТУ, Екатеринбург: Россия, 1998. С.146-149.

52. Матнанов П. Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи: Учеб. для злектротехн. и радиотехн. спец. вузов.- 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1990. 400с.

53. Нейман Л.Р., Демирчян К. С. Теоретические основы электротехники, Т. 1. М--Л.: Энергия, 1966. 522 с.

54. Неймарк Ю. И. Динамические системы и управляемые процессы. М.: Наука, 1978. 336 с.

55. Огарков Е.М., Тиунов В. В. Некоторые вопросы одномерной теории электромагнитного поля линейных асинхронных двигателей./ Электротехнологические системы и оборудование. Пермь: ППИ, 1.994.

56. Проектирование электрических машин: Учеб.пособие для вузов/ И. П. Копылов, Ф. А. Горяинов, Б. К- Клоков и др.; Под ред. И. П. Копылова.- М.: Энергия, 1980. 496 е., ил.

57. Перспективы применения линейных электродвигателей на новых видах транспорта/ Под общ. ред. Г.И. Ижели, В. П. Титаренко,

B.Ф. Шинкаренко. Киев: Укр.НИИНТИ, 1979. 173 с.

58. Передаточные функции и структурные схемы линейных асинхронных двигателей: Учеб. пос. / Ф. Н. Сарапулов, И. В. Черных.: Под ред. Ф. Н- Сарапулова.-Екатеринбург: УПИ, 1992. 100 с.

59. Резин М.Г. Эффект реакции ротора и механические, характеристики двигателя с дуговым статором/ Электричество. 1950, N2.

C. 51-52.

60. Рожков В. И., Птах Г.К. Математическая модель электромеханических процессов в линейном синхронном двигателе метрополитена. / Электромеханика, 1996, Ы5-6. С.18-21.

61. Розов Ю. 3. » Фельдман ML3. Универсальная программа для цифрового моделирования систем автоматического регулирования электроприводов - В кн.: Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок/ Тяжпромэлектроп-роект. М. : Энергия, 1977. N9.

62. Сапко А. И. Механическое и подъемно-транспотрное оборудование металлургических цехов. М.: Металлургия, 1986. 328 с.

63. Сарапулов Ф.Н.,Барышников Ю.В.» Иванушкин В. А. » Махорский Ю. Л. Исследование индукционных двигателей с совмещенной обмоткой./ Сборник научных трудов МАДИ //Методы исследования и расчета электрических систем автомобилей и строительных машин. М.: МАДИЛ981. С.76-83.

64. Сарапулов Ф.Н., Барышников Ю.В.» Иванушкин В. А. 0 преимуществах схем позиционирования на основе ЛАД с совмещенными обмотками/ Оптимизация режимов работы систем электроприводов// Межвузовский сборник. Красноярск, КПИЛ981. С. 26-29.

65. Сарапулов Ф.Н., Барышников Ю.В., Иванушкин В. А.» Бе га-лов В.А. Расширение функциональных возможностей ЛАД в регулируемых электроприводах/ Сборник научных трудов//Электромашиностроение и электрооборудование, г. Киев, 1983, N37, С. 90-93.

66. Сарапулов Ф.Н., Иванушкин В.А. Модель линейного асинхронного двигателя в переменных состояния./ Вестник уральского государственного университета/'/Злектротехника и электротехнология, Екатеринбург,1995г. С.285-288.

67. Сарапулов Ф.Н. »Карась C.B., Иванушкин В. А. » Исаков Д. В., Черных И.В. Особенности математического моделирования динамических режимов линейных асинхронных двигателей. / Тезисы докладов научно-технической конференции с международным участием// Проблемы промышленных электромеханических систем и перспективы их развития, Ч. 2. Ульяновск,1996г. С.37-39.

68. Сарапулов Ф.Н.» Иванушкин В.А.» Исаков Д.В.» Шымчак П. Модель электромеханического преобразователя линейного асинхронного электропривода. /Труды одиннадцатой научно-технической конференции с международным участием "Электроприводы переменного тока" ЭППТ-98//УГТУ, Екатеринбург: Россия, Щецинский технический институт, Щецин: Польша, 1998. С.35-39.

69. Сарапулов Ф.Н.» Иванушкин В.А.» Исаков Д.В.» Шымчак П. Модель электромеханического преобразователя линейного асинхронного электропривода. / Электротехника N8,1998. С. 28-31.

70. Сарапулов Ф.Н., Иванушкин В.А., Исаков Д.В. Метод структурных схем в преподавании теории электрических цепей. / Новые информационные технологии в преподавании электротехнических дисциплин СНИТЭ-98)// Материалы четвертой международной научно-методической конференции 21-26 сентября 1998 г. Россия,Астрахань, 1998. С. 112-115.

71. Сарапулов Ф.Н.» Емельянов А.А., Иваницкий C.B. и др.

Исследование переходных процессов линейного асинхронного двигателя. /' Электричество. 1982.. N20. С. 54-57.

72. Сарапулов Ф.Н., Бегапов В.А., Коняев А.Ю. и др. Исследование электромагнитных процессов в линейном асинхронном двигателе с обмотанной вторичной частью / Электричество, 1979, N4. С. 53-56.

73. Сарапулов Ф.Н.» Сидоров О.Ю. » Родионов И. Е., Томашев-

ский Д.Н. Определение электромеханических характеристик идук-ционно-динамического двигателя. / Труды одиннадцатой научно-технической конференции с международным участием "Электроприводы переменного тока" ЭППТ-98//УГТУ, Екатеринбург: Россия, 1998. С.44-47.

74. Сарапулов Ф.Н.» Черным И.В. Математическиая модель линейной индукционной машины как объекта управления. / Электричество, 1994, N5.

75. Сарапулов Ф.Н.» Черных И.В. Передаточные функции и структурные схемы линейных асинхронных двигателей./ Учеб. пос. : Под. ред. Ф.Н. Сарапулова.- Екатеринбург: 1992, 100 с.

76- Свечарник Д. В. Линейный электропривод. М. : Энергия,1979. 152 с.

77. Сергеев П.С.» Виноградов Н.В.» Горяинов Ф.А. Премирование электрических машин. М.: Энергия, 1969. 632 с.

78. Соколов M. М. » Сорокин Л. К. Электропривод с линейными двигателями. М. : Энергия, 1974. 136 с.

79. Соколов K.M., Петров Л.П., Масандилов Л.Б., Ладензон В. А. Электромагнитные переходные процессы в асинхронном электроприводе. М. : Энергия, 1967. 200 с.

80. Справочник по пректированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами/ Под. ред. В.И. Круповича, М.Л. Самовера.- 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Энергоатомиздат, 1982. 416с.

81. Смит Джон М. Математическое и цифровое моделирование для инженеров и иеледователей./ Пер. с англ. Н.П. Ильиной: Под ред. O.A. Чембровского.- М.: Машиностроение, 1980. 271 с.

82. Судаков А. И. Обоснование унифицированной методики анализа переходных процессов электрических машин. / Вестник уральского государственного университета//Электротехника и электротехнология, Екатеринбург, 1995г. С.40-42.

83. Теория автоматического управления, ч. l./Под. ред. А. В. Натушила. - М. : Высш. шк., 1967. 424 с.

84. Титце У.» Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство./ Пер. с нем.- М- : Мир, 1982. 512 с.

85. Тозони О.В. Аналитический расчет электромагнитного процесса в линейном двигателе / Изв. АН СССР// Энергетика и транспорт. 1977, N5. С. 100-114.

86. Трифонов О.Н. » Иванов В. И., Трифонова Г.0. Приводы автоматизированного оборудования. М. : Машиностроение, 1991. 336 с.

87. Устройство для регулирования и стабилизации скорости линейного асинхронного двигателя. /А. с.936323 СССР// В. А. Бегалов, Ю. В.Барышников, Ф. Н. Сарапулов, С. Е. Зубарев, В.А. Мванушкин //Б.И. N22,1982.

88. Устройство для определения направления и скорости движения линейного асинхронного двигателя. / А. с. 1023572 СССР // Ф. Н. Сарапулов, Ю. В. Барышников, М. Г. Резин, В. А. Бегалов,

B. А. Иванушкин //Б. И. N22,1983.

89. Устройство для регулирования и стабилизации скорости линейного асинхронного двигателя. /А. с.1101982 СССР//Ф. Н.Сарапулов, Ю. В. Барышников, В. А. Бегалов, В. А. Иванушкин и др. //Б. И. N25,1984.

90. Устройство контроля скорости и направления движения линейного асинхронного двигателя. /А. с. 1121622 СССР/'/Ф. Н. Сарапулов, Ю. В, Барышников, В. А. Бегалов, В. А. Иванушкин, Ю. Л. Махорский // Б. И. N40,1984.

91.. фридкин П. А. Безредукторный дугостаторный электропривод. М.: Энергия, 1970. 138 с.

92. Черных И. В. Расчет переходных процессов линейного асинхронного двигателя. / Вестник уральского государственного университета // Электротехника и электротехнология, Екатеринбург, 1995г. С. 15-19.

93. Черных И. В. Динамическая модель ЛАД с коротким вторичным элементом в неподвижных осях координат. / Сб. науч. трудов Вып.N2 / Вопросы совершенствования злектротехнологического оборудования и электротехнологий // Екатеринбург: УГТУ, 1997.

C. 148-162.

94. Черных И. В. К расчету тягового усилия ЛАД в установившемся режиме./ Сборник научных трудов// Вопросы совершенствования электротехнологического оборудования и электротехнологий. Екатеринбург, 1996г. С. 115-118.

95. Чикалов В.И., Колчев Е.В., Писковатская О.В. Метод расчета характеристик асинхронного двигателя с управляемым выпрямительным мостом в цепи ротора./ Электромеханика, 1996, N5-6. С. 9-14.

96. Шенфельд Р., Хабигер Э. Автоматизированные электроприводы: Пер. с нем. /Под ред. Ю. А. Борцова. -Л. : Энергоатомиздат, 1994.464с.

97. Шрейнер Р. Т., Тарасов В. Н., Ефимов А. А., Калыгин А. 11

Построение динамической модели гистерезисных электродвигателей. /Труды одиннадцатой научно-технической конференции с международным участием "Электроприводы переменного тока" ЭППТ-98 // Екатеринбург: УГТУ,1998. С.138-141.

98. Штокман И. Г. Основы создания магнитных транспортных установок. М. : Недра, 1972. 193 с.

99. Штурман Г. И. Индукционные машины с разомкнутым магнитоп-роводом. /' Электричество. 1976, N10. С. 43-50.

100. Штурман Г.И., Аронов Р.А. Краевой эффект в индукционных машинах с разомкнутым магнитопроводом. / Электричество. 1947, N2. С. 54-59.

101. Электропривод с линейными асинхронными двигателями/ Труды Всесоюзной научной конференции по электроприводам с линейными электродвигателями, ч. 1. /' Под общ. ред. С. А- Реброва, Г. И. Ижеля, А. Г. Шаповаленко, Н. Б. Молчановой. Киев: Укр. НИИНТИ, 1976- 175 с.

102. Электропривод с линейными асинхронными двигателями/ Труды Всесоюзной научной конференции по электроприводам с линейными электродвигателями, ч. 2. / Под общ. ред. С. А- Реброва, Г. И. Ижеля. А. Г. Шаповаленко, Н.Б. Молчановой. Киев: Укр. НИИНТИ, 1976. 140 с.

103. Электропривод с линейными асинхронными двигателями / Труды Всесоюзной научной конференции по электроприводам с линейными электродвигателями, ч. 3. / Под общ. ред. С. А. Реброва, Г.И. Ижеля, А.Г. Шаповаленко, Н.Б. Молчановой. Киев:Укр.НИИНТИ. 1976. 136 с.

104. КЗдицкий С.А., Магергут В.З. Логическое управление дискретными процессами. Модели, анализ, синтез. М.: Машиностроение, 1987. 176 с.

105. Юдицкий С.А.» Тагаевекая А.А.» Ефремова Т.К. Проектирование дискретных систем автоматики. М.: Машиностроение, 1980.232с.

106. Ямамура С. Теория линейных асинхронных двигателей. Л.: Энергоатомиздат, 1983, 180 с.

107. Biechl Н.» Hartman Nh. System perturbation caused by connection of an asynchronous hydro-generator. / Proceedings of the eleventh scientifig-technical conference "Alternative current electrical driver" ACED'98 // U5TU, Ekaterinburg, Russia, 1998. C. 203-207.

108. Iwanuskin V.A., Isakov D.V., Sarapulov F.N. Linear induction machine mathematical model in state variables. / 2nd International Scientific and Technikal Conference on Unconventional Elektromechanical and Elektrotechnical Systems, Volume 2 // Poland, Szczecin and Miedzyzdroje, 1996. C.219-226.

109. Iwanuskin V. A., Sarapulov F. N. * Szymczak P. Mathematical models elektromechanical systems in state variables. / Third International Scientific and Technikal Conference on Unconventional Elektromechanical and Elektrical Systems. Alushta, The Criema, September 19-21 , 1997, Volume 2 oF3 // Szczecin, 1997. C. 291-296.

110. Iwanuskin V.A., Sarapulov F.N.» Timofeev V.L. Sintheses metod of eguivalent model structure for mehanikal converter of electrical driver. / Proceedings of Ural - Electro proectUniversity of Gent// Ural State Technical Universities, Belgium, 1997. C. 37-43.

111. Gvselinck J.» Vandevtlde L.» Melkebeek J. Vjdelling of electrical machines with skewed slots using the two dimensional finite element method. /Proceedings of Ural-Electro proect/ University of Gtnt// Ural State Technical Universities, Belgium, 1997. C. 96-101.