Разработка и исследование автоматизированных электроприводов по системе ПЧ-АД для волочильных станов и намоточных устройств стальной проволоки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, доктор технических наук Омельченко, Евгений Яковлевич

• Омельченко, Евгений Яковлевич
• доктор технических наук
• 2012

Оглавление диссертации доктор технических наук Омельченко, Евгений Яковлевич

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ВОЛОЧИЛЬНЫХ СТАНОВ И НАМОТОЧНЫХ УСТРОЙСТВ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основы теории волочения. Особенности волочильных станов

1.2. Анализ электромеханических систем волочильных станов и намоточных устройств

1.3. Регулирование скорости волочения

1.4. Цены на электрооборудование по системе ПЧ-АД

1.5. Механические характеристики волочильных станов

1.6. Технические характеристики намоточных устройств

1.7. Асинхронный двигатель как объект регулирования

1.7.1. Электромеханические свойства асинхронных

двигателей в многофазных сетях

1.7.2. Двухфазная обобщенная электрическая машина. Исходные уравнения

1.7.3. Описание электромагнитных процессов в системе вращающихся координат

1.7.4. Структурная схема АД, ориентированная по вектору напряжения статора

1.8. Микропроцессорные системы управления ПЧ

1.9. Технологические требования к электроприводам волочильных станов и намоточных устройств

1.10. Выводы. Постановка задачи исследования

Глава 2. СТАТИЧЕСКИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПО СИСТЕМЕ ПЧ-АД

2.1. Требования к статической математической модели электропривода

2.2. Схема замещения асинхронного двигателя

2.2.1. Расчет эквивалентных сопротивлений

2.2.2. Потери в стали

2.2.3. Векторная диаграмма с ориентацией по вектору напряжения

2.2.4. Векторная диаграмма с ориентацией по вектору

главного магнитного потока

2.2.5. Векторная диаграмма с ориентацией по вектору потокосцепления ротора

2.2.6. Учет тока от потерь в стали и тока намагничивания

2.3. Расчет статических характеристик АД

2.3.1. Расчет естественных и искусственных характеристик

2.3.2. Методика расчета характеристик АД при

скалярном управлении

2.3.3. Примеры расчета характеристик при скалярном

управлении

2.3.4. Методика расчета характеристик АД при векторном

управлении и стабилизации главного магнитного

потока

2.3.5. Пример расчета характеристик при векторном

управлении и стабилизации главного магнитного потока

2.3.6. Методика расчета характеристик АД при векторном управлении и стабилизациимагнитного потока ротора

2.3.7. Пример расчета характеристик при векторном управлении и стабилизации магнитного потока ротора

2.3.8. Методика расчета характеристик АД при оптимальном управлении магнитным потоком ротора

2.3.9. Пример расчета характеристик АД при оптимальном

управлении магнитным потоком ротора

2.4. Расчет скоростных характеристик по механическим

характеристикам рабочего механизма

2.4.1. Методика расчета скоростных характеристик при

векторном управлении 1

2.4.2. Методика расчета скоростных характеристик при

векторном управлении 2

2.5. Тепловые переходные процессы асинхронных двигателей

2.6. Выводы

Глава 3. СТАТИЧЕСКИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ВОЛОЧИЛЬНЫХ СТАНОВ И НАМОТОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

ПО СИСТЕМЕ ПЧ-АД

3.1 Разработка статической модели главного электропривода

волочильного стана

3.1.1 Тахограмма и нагрузочная диаграмма

3.1.2 Скоростные и рабочие характеристики

3.1.3 Тепловая модель электродвигателя

3.1.4 Исследование работы статической модели

3.1.4.1. Исследование предельных характеристик электропривода

3.1.4.2. Исследование характеристик двигателей в пуско-тормозных режимах

3.1.4.3. Исследование циклических режимов работы

3.2 Разработка статической модели электропривода намоточного устройства

3.2.1. Тахограмма и нагрузочная диаграмма

3.2.2 Скоростные и рабочие характеристики

3.2.3 Тепловая модель электродвигателя

3.2.4 Исследование работы статической модели

3.2.4.1 Исследование работы электропривода НУ

в режиме стабилизации натяжения

3.2.4.2 Исследование работы электропривода НУ

в режиме стабилизации момента

3.2.4.3 Исследование работы электропривода НУ

в циклических режимах

3.3 Выводы

Глава 4. ДИНАМИЧЕСКАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ

4.1. Постановка задачи

4.2. Исходные уравнения

4.2.1. Электрические переходные процессы в обмотках

4.2.2. Электромагнитные процессы

4.2.3. Нелинейные магнитные процессы

4.2.4. Магнитоэлектрические процессы

4.2.5. Потери в стали

4.2.6. Электромагнитный момент

4.2.7. Механические переходные процессы

4.3. Структурная схема модели

4.4. Исследование работы математической модели AMF180

4.4.1. Прямой пуск асинхронного двигателя с фазным ротором

4.4.2. Рабочие характеристики АДФ

4.4.3. Синхронизированный асинхронный двигатель

4.4.4. Машина двойного питания

4.5. Выводы

Глава 5. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО

ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ

5.1. Постановка задачи

5.2. Исходные уравнения

5.2.1. Электрические переходные процессы в стержнях ротора

5.2.2. Электромагнитные процессы

5.2.3. Результирующие намагничивающие силы

5.2.4. Электродвижущие силы в роторной обмотке

5.2.5. Электромагнитный момент ротора

5.3. Структурная схема модели

5.4. Исследование работы математической модели /ADK180

5.4.1. Прямой пуск асинхронного двигателя

5.4.2. Управление двигателем от устройства плавного пуска

5.4.2.А. Моделирование работы УПП

5.4.2.Б. Исследование работы системы «УПП-АД»

5.4.3. Система «преобразователь частоты - асинхронный двигатель»

5.5 Выводы

Глава 6. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМ ВЕКТОРНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

6.1. Структурная схема АД, ориентированная по вектору потокосцепления ротора

6.2. Микропроцессорная система векторного регулирования

6.2.1. Оценка возмущающих воздействий в контурах тока

6.2.2. Цифровой регулятор угловой скорости с регулируемым статизмом

6.2.3. Регулирование потокосцеплением ротора

6.3. Наблюдаемые переменные в системах векторного регулирования

6.3.1. Наблюдатели ЭДС и потокосцепления ротора

6.3.2. Наблюдатели активных сопротивлений статора

и ротора

6.3.3. Наблюдатель угловой скорости

6.3.4. Регулятор ориентации по вектору потокосцепления Ротора

6.3.5. Блок расчета переменных

6.4. Исследование работы систем векторного регулирования

6.5. Исследование работы контуров регулирования тока

6.6. Выводы

Глава 7. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ И ВНЕДРЕНИЕ

СИСТЕМ ПЧ-АД С МПСУ ДЛЯ ВОЛОЧИЛЬНЫХ СТАНОВ И

НАМОТОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

7.1. Исследование на модели режимов работы

электроприводов волочильных станов и намоточных

устройств по системе ПЧ-АД

7.1.1. Разработка математической модели электропривода

__волочильного стана

7.1.2. Разработка математической модели электромеханической системы «волочильный стан -намоточное устройство»

7.1.3. Исследование работы электромеханической системы

7.2. Внедрение автоматизированных электроприводов по

системе ПЧ-АД для волочильных станах и намоточных

устройствах

7.2.1. Электропривод волочильного стана мокрого Волочения

7.2.2. Намоточные устройства линии бронзирования

7.2.3. Итоги внедрения

7.3. Перспективы развития автоматизированных электроприводов волочильных станов

7.3.1 .Преобразователи частоты ACS 800

7.3.2..Преобразователи частоты Unidrive SP и

Commander SK

7.3.3. Преобразователи частоты Commander SK

7.4. Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение П1. Магнитодвижущие силы многофазных обмоток

Приложение П2. Расчет интерполяционных функций

Приложение ПЗ. Акты внедрения диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование автоматизированных электроприводов по системе ПЧ-АД для волочильных станов и намоточных устройств стальной проволоки»

ВВЕДЕНИЕ

АктУальность темы. Производство стальной проволоки в России доходит до 10 млн. т. в год. Основные потребители, это оборонная и шинная промышленность, строй индустрия, подъемно-транспортные машины и др. Основные способы производства, это прокатка в многовалковых калибрах и волочение через монолитные волоки. В Российской Федерации насчитывается более 2 тысяч станов грубого, среднего и тонкого волочения, электрооборудование каждого включает в себя главные привода, привода намоточных устройств и укладчиков проволоки. В рамках страны это можно считать массовым электроприводом. Прибавочная стоимость на тонну продукции полного цикла волочильного производства от катанки до тонкой проволоки в несколько раз превосходит этот показатель для доменного, сталеплавильного и прокатного производства, вместе взятых. Это объясняется большой долей ручного труда и большими энергетическими затратами при производстве проволоки [7, 8].

Оборудование для метизной промышленности в СССР изготавливалось до 80-х годов XX столетия на Алма-атинском заводе тяжелого машиностроения (АЗТМ г. Алма-Ата, Казахстан) и на заводе «Грюна» (Германия) [1-5]. Перестройка, распад СССР, последующее развитие экономики России отрицательно отразилось на развитии метизной промышленности и почти не привело к исчезновению отрасли. Предприятие «Техника и технология метизного производства» (ТТМП, г. Орел) с 2000г. работало для предприятий России по модернизации существующего механического и электрического оборудования, и в 2009г. закрылось в связи с экономическим кризисом.

Анализ состояния электрооборудования метизной промышленности показал, что главные электроприводы волочильных станов (ВС) и намоточные устройства (НУ) стальной проволоки имеют износ до 80 % [10], а используемые системы электроприводов на базе асинхронных двигателей с фазным ротором и реостатным регулированием, асинхронных двигателей с к.з. ротором и электромагнитными муфтами скольжения [9, 12, 13]

характеризуются низкой энергоэффективностью и надежностью, применяемые—системы—«-тириеторный—п реоб разовате л ь : двигатель постоянного тока» (ТП-Д) отличаются высокими эксплуатационными затратами и низким коэффициентом мощности. Поэтому повышение производительности труда и снижение энергозатрат в метизной промышленности является актуальной научно-технической задачей, решение которой связано с реконструкцией или заменой систем электроприводов.

На современном этапе развития наиболее надежной и экономичной считается система электропривода «транзисторный преобразователь частоты - асинхронный двигатель с к.з. ротором» (ПЧ-АД) [24-28]. В создание и развитие теории и практики частотно-регулируемого асинхронного электропривода с векторным регулированием координат значительный вклад внесли выдающиеся российские и зарубежные ученые [32-38, 41, 42, 44-53] - И.Я.Браславский, А.В.Виноградов, В.А.Дартау, В.И.Ключев, В.Ф.Козаченко, А.Е.Козярук, А.Я.Микитченко, О.И.Осипов, В.Н.Остритов, Л.П.Попов, А.Д.Поздеев, В.Н.Поляков, В.В.Рудаков, А.С.Сандлер, Р.С.Сарбатов, М.М.Соколов, О.В.Слежановский, Г.Г.Соколовский, В.М.Терехов, Ю.С.Усынин, В.А.Шубенко, Р.Т. Шрейнер, И.И. Эпштейн, К.Ковач, И.Рац, G.M.Asher, F.BIaschke, W.FIoter, J.Holtz, W.Leonard, T.Novotny и многие другие.

Однако много вопросов остаётся нерешенными.

Различные схемы замещения асинхронных двигателей широко применяется для описания установившихся процессов в регулируемом электроприводе при скалярном регулировании [36, 78-87], однако недостаточно внимания уделено описанию установившихся процессов при векторном регулировании со стабилизацией главного потока или потока роторной обмотки. Необходима наглядная методика расчета механических и скоростных характеристик системы электропривода с учетом кривой намагничивания, потерь в стали, исключающая итерационные методы расчета.

При исследованиях динамических процессов системы ПЧ-АД на математических—моделях—асинхронный—двигатель представляется обобщенной двухфазной машиной, описываемой линейной системой дифференциальных уравнений. При ориентации системы координат по выбранному вектору объекта регулирования и определению регулирующих векторов формируются соответствующие структурные схемы АД, закладываемые в структуры систем микропроцессорного регулирования. Обычно САР векторного регулирования строятся по принципу подчиненного регулирования координат [54-73]. Однако при окончательной проверке работоспособности модели микропроцессорной системы необходимо математическую модель асинхронного двигателя представлять трехфазной с учетом конструкции обмоток статора и ротора, потерь в стали и кривой намагничивания.

Применение замкнутой системы векторного регулирования с инкрементным энкодером в качестве датчика обратной связи по скорости обеспечивает высокое быстродействие и хорошую управляемость электропривода [49-53, 60, 124]. Непосредственное измерение составляющих потока в многофазном АД с помощью датчиков Холла [73], устанавливаемых в зазоре на статорной обмотке, обеспечивает замер индукии в точке заложения датчика, а не магнитного потока обмотки. Дополнительно в измеряемом сигнале наводятся существенные сигналы помех, связанных с зубцовыми пульсациями и пульсациями индукции, связанной с конструкцией обмоток статора и ротора [110, 157]. В датчиковой системе регулирования существенно повышается стоимость асинхронного электропривода, снижается эксплуатационная надежность и усложняется обслуживание электроустановки, поэтому за основу при замене и реконструкции принята система ПЧ-АД с асинхронным короткозамкнутым двигателем с самовентиляцией и бездатчиковой системой векторного регулирования.

Измерение угловой скорости, главного потока или потокосцепления ротора выполняется с помощью наблюдателей состояния [54, 56-72, 135], выполняемые на основе адаптивных моделей, наблюдателей (фильтров)

Калмана, наблюдателей на основе скользящего режима и линейных наблюдателей—Люенбергера—отличающихся-друг от друга сложностью математического аппарата, быстродействием, точностью расчета, наглядностью реализации. При разработке новые алгоритмы, структурные схемы и принципы работы наблюдателей должны характеризоваться высокой точностью восстановления наблюдаемых переменных и высоким быстродействием, отсутствием больших математических вычислений, наглядностью метода, его пониманием на основе исходных физических соотношений, минимальной чувствительностью к отклонению параметров объекта регулирования.

Для проверки двигателей по нагреву необходима разработка программы, учитывающей механические характеристики волочильного стана, особенности формирования электромагнитного момента, тока статора, всех видов потерь в зависимости от способа векторного регулирования и зоны регулирования, кривой намагничивания двигателя и потерь в стали, текущее поведение температуры основных элементов двигателя, температуры окружающей среды [74-77, 159]. Для систем бездатчикового векторного регулирования при работе со сложными электромеханическими системами дополнительным возмущающим воздействием является изменение активных сопротивлений статорной и роторной обмоток при их нагревании в процессе работы. Необходимы дополнительные исследования по изучению взаимного поведения этих сопротивлений в рабочих режимах на тепловой многомассовой математической модели.

Момент сопротивления главного привода ВС существенно зависит от угловой скорости вращения. Повышенный пусковой момент, превышающий рабочий на 30-50 %, формируется за счет больших моментов скольжения на шкивах трения и недостаточной смазкой в волоках при низких скоростях [6]. Система регулирования главным приводом должна обеспечивать повышенные пусковые моменты при заданной перегрузке по току. Система «волочильный стан - намоточное устройство» представляет собой двухмассовую электромеханическую систему с переменными параметрами

[11]. Волочильный стан работает в циклическом режиме с длительностью цикла-от-2О-до-40-минут-и-остановками"на-3^1О"МИТ}утгСуммарный момент инерции НУ увеличивается в 8-10 раз. При намотке стальной проволоки на катушку действуют гармонические возмущающие воздействия. Частота этих возмущений пропорциональна угловой частоте намотки, поэтому при упругой стальной проволоке возможны резонансные процессы. Система управления электроприводом НУ должна эффективно демпфировать возникающие механические колебания [92-96]. При намотке в пуско-тормозных режимах для поддержания постоянства натяжения необходима компенсация динамической составляющей усилий [18-23, 32]. Все эти особенности необходимо учитывать при разработке объединенной микропроцессорной системы, которая должна совместно управлять волочильным станом и намоточным устройством.

В связи с этим ставится цель и формируется актуальная научная проблема, решаемая в диссертации. Основная идея диссертационной работы заключается в разработке методологии анализа и синтеза систем электропривода ПЧ-АД для волочильных станов и намоточных устройств, включающая анализ и теоретическое обобщение, разработку расчетных соотношений, математических и имитационных моделей, алгоритмов управления, структурных и принципиальных электрических схем.

Работа выполнялась по государственному контракту № 232 от 23.07.09г. на выполнение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Создание энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии» в рамках мероприятия 1.2.1 «Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук», а также в соответствии с хозяйственными договорами на поставку электрооборудования между ЗАО «Уралкорд» (г. Магнитогорск) и ООО НТЦ «Приводная техника» (г. Челябинск) № 0310/2003 от 04.02.03, и между ОАО «НИИМетиз» (г. Магнитогорск) и ООО НТЦ «Приводная техника» (г. Челябинск) № 112-09-62-08 от 26.03.08.

Цель работы - разработка, исследование и внедрение электроприводов волочильных станов и намоточных устройств стальной

проволоки по системе ПЧ-АД с микропроцессорным векторным регулированием.—обеспечивающих—увеличение производительности оборудования, снижение потребления электроэнергии, уменьшение капитальных затрат и отходов производства.

Для достижения этой цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработка концепции исследования и проектирования электроприводов по системе ПЧ-АД с микропроцессорным векторным регулированием для сложных электромеханических систем на основе анализа патентных и литературных источников.

2. Анализ и разработка схем замещения асинхронного короткозамкнутого двигателя с учетом потерь на вихревые токи, кривой намагничивания и способов уравнения.

3. Разработка статических математических моделей ЭП по системе ПЧ-АД с векторным регулированием, позволяющие рассчитывать потери, рабочие и скоростные характеристики по механическим характеристикам механизма с учетом температуры обмоток, вихревых токов, кривой намагничивания и способов регулирования потокосцепления.

4. Разработка многомассовой тепловой математической модели асинхронного двигателя закрытого типа с самовентиляцией и методика расчета коэффициентов теплопередачи.

5. Разработка динамических математических моделей 3-х фазных асинхронных двигателей с учетом типа обмоток, потерь в стали и кривой намагничивания, позволяющих исследовать различные системы ЭП.

6. Разработка математической модели микропроцессорной системы векторного регулирования для ПЧ-АД с учетом ШИМ преобразователя частоты, дискретного управления по времени, структурных схем наблюдателей потокосцепления, контуров регулирования скорости, тока, систем регулирования потокосцепления и ориентации по потоку.

7. Частотный анализ характеристик контуров регулирования, исследование на модели работы систем векторного регулирования электроприводов волочильного стана с учетом упругих колебаний,

гармонических возмущающих воздействий, изменения температуры оШлрхок_и_моментаинерции-намоточного устройства:

8. Разработка принципиальных электрических схем ЭП, экспериментальное исследование и внедрение системы ПЧ-АД для волочильных станов и намоточных устройств.

Структура диссертации. Поставленные задачи нашли свое отражение в структуре и содержании работы, состоящей из введения, семи глав, заключения, списка литературы и приложения, содержащего акты внедрения, подтверждающие практическую ценность работы.

В первой главе на основе литературного обзора проанализированы системы электроприводов станов и намоточных устройств для грубого, среднего и тонкого волочения, рассмотрены станы, как объект регулирования, выполнен анализ цен электрооборудования для системы ПЧ-АД, проанализированы нагрузочные диаграммы, тахограммы работы, кратко оценено состояние вопросов по тепловым, статическим и динамическим моделям электродвигателей, системам векторного регулирования. Определены цель и задачи исследований.

Во второй главе разработана Т-образная схема замещения асинхронного двигателя с учетом вихревых токов и кривой намагничивания, разработаны методики построения статических математических моделей электроприводов по системе ПЧ-АД, позволяющие рассчитывать скоростные и рабочие характеристики двигателя с учетом особенностей механических характеристик объекта регулирования и тепловой модели электродвигателя.

В третьей главе в программной среде МаИаЬ-51ти1тк разработаны статические математические модели для главных ЭП и намоточных устройств волочильных станов грубого, мокрого и тонкого волочения, выполнены расчеты пуско-тормозных, установившихся и циклических режимов работы, исследованы закономерности поведения температуры статорных и роторных обмоток.

В четвертой главе в программной среде МаАаЬ^тиПпк разработана математическая модель трехфазного асинхронного двигателя с фазным

ротором, позволяющая рассчитывать электромагнитные и механические

переходные_процессы—с—учетом—конструкции обмоток, кривой

намагничивания и вихревых токов в стали статора и ротора, выполнять исследования систем электропривода: реостатное регулирование; машина двойного питания; синхронизированный асинхронный двигатель; прямой пуск двигателя; асинхронно-вентильный каскад.

В пятой главе в программной среде МаАаЬ-81ти1тк разработана математическая модель асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, позволяющая рассчитывать электромагнитные и механические переходные процессы с учетом кривой намагничивания, конструкции обмотки и вихревых токов в стали статора, вытеснения тока и конструкции обмотки ротора, выполнять исследования систем электропривода: прямой пуск при полном и пониженном напряжении; устройство плавного пуска -АД; ПЧ-АД.

В шестой главе разработаны структурные схемы систем датчикового и бездатчикового векторного регулирования, отличающиеся двойными регуляторами токов, регулятором скорости с регулируемым статизмом, регулятором ориентации по потокосцеплению, а также математической моделью для МПСУ с новым наблюдателем потока на основе линейного регулятора с ограничением. В программной среде МаИаЬ-81тиНпк разработана динамическая математическая модель системы ПЧ-АД с векторным регулированием и исследованы переходные процессы в системах датчикового и бездатчикового векторного регулирования при различных настройках регулятора скорости. По динамической просадке скорости определены минимальные диапазоны регулирования скорости.

В седьмой главе на основе систем бездатчикового векторного регулирования разработаны упрощенные структурные схемы электроприводов волочильных станов и намоточных устройств, позволяющие достоверно выполнить исследование динамических режимов многомассовых электромеханических устройств с учетом электромагнитных и механических переходных процессов. Разработаны структуры систем управления, эффективно демпфирующих и ограничивающих механические

колебания натяжения в установившихся и пуско-тормозных режимах. Лредставлень1фезультать!-внедрения-системы-ПЧ-АД7*ля"ВСТ^НУ:

Методы исследований. Теоретические исследования выполнены с привлечением методов теоретической электротехники, теории электрических машин, теории автоматического управления в части непрерывных и дискретных систем, автоматизированного электропривода. При разработке математических моделей и проведении имитационного моделирования использовался программный пакет Ма^аЬ^тиНпк.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов, рекомендаций обеспечивается научно-обоснованной постановкой задачи исследования и корректным применением современных методов математического моделирования в системах автоматизированного электропривода и подтверждается справочными данными по электрооборудованию, результатами расчетов, а также допустимым расхождением результатов моделирования и экспериментальных данных, опытом длительной эксплуатации внедренного электрооборудования.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Концепция создания современных систем ПЧ-АД с микропроцессорным векторным регулированием для волочильных станов и намоточных устройств.

2. Схема замещения асинхронного короткозамкнутого двигателя, разработанная на основе нового математического описания с учетом потерь на вихревые токи, кривой намагничивания и способов регулирования.

3. Впервые предложенная методика расчета статических математических моделей ЭП по системе ПЧ-АД с векторным регулированием, учитывающая температуру обмоток, вихревые токи, кривую намагничивания, стабилизацию или регулирование магнитного потока и особенности механических характеристик.

4. Новые статические математические модели ЭП по системе ПЧ-АД с векторным регулированием для намоточных устройств и волочильных станов с учетом второй зоны регулирования и тепловой модели

электродвигателя, динамической дискретной коррекцией натяжения, исключающие-итерационные-методырасчета:

5. Четырехмассовая тепловая математическая модель асинхронного двигателя с самовентиляцией, отличающаяся наличием четвертой тепловой массы, обеспечивающая расчет температуры обмоток статора и ротора при изменении скоростных режимов и потерь в АД, методика расчета коэффициентов теплопередачи.

6. Динамические математические модели асинхронных двигателей с фазным и короткозамкнутым ротором, впервые разработанные с учетом потерь на вихревые токи, кривой намагничивания и типа обмоток, позволяющие моделировать электроприводы по системам синхронизированный асинхронный двигатель, машина двойного питания, устройство плавного пуска - АД, ПЧ-АД, реостатное регулирование в роторной цепи.

7. Компьютерные модели системы ПЧ-АД с микропроцессорной векторной стабилизацией скорости, момента, отличающиеся новыми наблюдателем потокосцепления на основе линейного регулятора с ограничением, двойными регуляторами тока по осям (I и q, системой регулирования потокосцепления и ориентацией по потоку, регулятором скорости с регулируемым статизмом.

8. Впервые предложенная методика создания упрощенных математических моделей электромеханических систем для волочильных станов и намоточных устройств на основе частотного анализа контуров тока системы ПЧ-АД с микропроцессорным векторным регулированием .

9. Принципиальные электрические схемы ЭП, результаты экспериментальных исследований и внедрения разработанных положений для волочильных станов и намоточных устройств по системе ПЧ-АД.

Основное содержание диссертационной работы изложено в 37 печатных трудах, в том числе 1 монография, 15 статей в изданиях, входящих в перечень, рекомендованный ВАК РФ по направлению «Энергетика», 3 свидетельства о гос. регистрации программ для ЭВМ.

Автор выражает глубокую признательность проф. Селиванову И.А., лроф—Сарварову-АтСтг-проф—Карандаеву^АтС:, профТРадионову а7а., а также аспирантам Моисееву В.О., Тележкину O.A., коллективу кафедры Автоматизированного электропривода и мехатроники ФГБОУ ВПО МГТУ им. Г. И. Носова за помощь при работе над диссертацией. Особая благодарность работникам ЗАО «Уралкорд» - Голицыну Е.Г. и Тележкину A.C. за помощь при внедрении результатов работы.

Заключение диссертации по теме «Электротехнические комплексы и системы», Омельченко, Евгений Яковлевич

7.4. Выводы

1. Разработана в соответствии с ЛАЧХ цифрового контура тока по оси q комбинированная структурная схема микропроцессорной системы векторного регулирования, включающая в себя бездатчиковый контур регулирования скорости и канал управления электромагнитным моментом.

2. Разработанная структурная схема и компьютерная модель комбинированной электромеханической системы «волочильный стан -намоточное устройство», состоящая из систем векторного регулирования и механической части электроприводов с учетом упругих свойств стальной проволоки, позволяет выполнять исследования по поведению натяжения проволоки при различных структурах систем регулирования.

3. При исследовании на компьютерной модели установлено, что эффективное гашение упругих колебаний и стабилизация натяжения проволоки обеспечивается при П-регуляторе скорости ВС, гибкой связи по упругому моменту НУ и динамической коррекции натяжения.

4. Разработанные и внедренные электрические схемы автоматизированных электроприводов ВС и НУ по системе ПЧ-АД выполняют предъявленные к ним технологические требования, снижают удельный расход электроэнергии по сравнению со старыми системами ЭП, уменьшают обрывность проволоки и повышают производительность агрегатов.

5. Разработанные цифровые локальные промышленные сети последовательного обмена данными для волочильных станов и намоточных устройств на базе транзисторных преобразователей частоты с микропроцессорным управлением позволяют при малых затратах улучшить диагностирование работы электрооборудования, повысить качество управления технологическим процессом и надежность работы оборудования.

345

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основании выполненных автором исследований решена научно-практическая проблема разработки и внедрения автоматизированных электроприводов по системе ПЧ-АД. В ней изложены научно-обоснованные технические решения, обеспечивающие увеличение производительности оборудования, снижение потребления электроэнергии и уменьшение отходов производства для волочильных станов и намоточных устройств, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие страны и повышение конкурентоспособности продукции отечественных предприятий. Основные научные и практические результаты выполненной работы заключаются в следующем:

1. Разработана концепция создания системы ПЧ-АД с микропроцессорным векторным регулированием, объединяющая в себе расчет рабочих и скоростных характеристик, теплового состояния асинхронного двигателя, исследование на динамических математических моделях работы асинхронных двигателей в различных системах электропривода, а также в замкнутой микропроцессорной системе с датчиками скорости или в бездатчиковой системе с наблюдателями скорости.

2. Разработана схема замещения асинхронного короткозамкнутого двигателя, учитывающая потери на вихревые токи в магнитопроводах статора и ротора, кривую намагничивания. На основе разработанной схемы получены уравнения по расчету переменных в схеме замещения в зависимости от способа регулирования ПЧ.

3. Разработана методика расчета статических математических моделей ЭП по системе ПЧ-АД с регулированием главного магнитного потока или потокосцепления ротора в первой и второй зонах регулирования с учетом температуры обмоток, вихревых токов, кривой намагничивания и особенностей механических характеристик рабочего механизма.

4. В среде инженерного проектирования МАТ1-АВ разработана четырехмассовая тепловая математическая модель закрытого асинхронного двигателя с самовентиляцией, позволяющая рассчитывать температуры обмоток статора и ротора при изменении потерь и скоростных режимов АД.

Разработана методика расчета коэффициентов теплопередачи по каталожным данным двигателя.

5. Разработаны статические математические модели ЭП по системе ПЧ-АД для стабилизации или регулирования потокосцепления ротора для намоточных устройств и волочильных станов с учетом второй зоны регулирования и четырехмассовой тепловой модели электродвигателя, позволяющих по заданным механическим или временным характеристикам рассчитывать рабочие характеристики и температуру обмоток электродвигателей для длительного и повторно-кратковременного режимов работы. При исследовании работы статических моделей даны рекомендации по снижению установленной мощности двигателей.

6. Разработаны в среде МАТ1АВ и исследованы динамические математические модели асинхронных двигателей, учитывающие потери на вихревые токи, кривую намагничивания и тип обмоток, позволяющие моделировать электроприводы по распространенным системам: синхронизированный асинхронный двигатель; машина двойного питания; устройство плавного пуска - АД; ПЧ-АД.

7. На основе динамической математической модели асинхронного двигателя с к.з. ротором разработана и расчитана цифровая математическая модель микропроцессорной векторной системы регулирования для ПЧ-АД со стабилизацией скорости или момента, включающей в себя датчик ЭДС и потокосцепления на основе линейного регулятора с ограничением, двойные регуляторы тока по осям с! и д, систему регулирования потокосцепления и ориентацию по потоку, регулятор скорости с регулируемым статизмом. Выполнены исследования с датчиковой и бездатчиковой системой регулирования, показавшие требуемые режимы работы.

8. На основе частотного анализа характеристик микропроцессорной векторной системы разработана математическая модель микропроцессорной векторной системы ПЧ-АД волочильного стана и намоточного устройства с учетом упругой связи через стальную проволоку. Разработаны рекомендации по снижению динамических нагрузок в намоточных устройствах.

9. Разработанные принципиальные схемы автоматизированных электроприводов волочильных станов и намоточных устройств по системе ПЧ-АД. введены в промышленную эксплуатацию. Проведенные исследования экспериментально подтвердили достоверность полученных теоретических результатов и адекватность разработанных математических моделей. При многолетней эксплуатации внедренных систем электропривода документально подтверждено увеличение производительности оборудования в среднем на 4,6 %, снижение расхода электроэнергии на 10,7 %, снижение обрывов проволоки при последующей размотке, что привело к снижению отходов производства на 8 %. Экономический эффект от внедрения результатов работы составляет 9882 тыс. руб. в год.

348

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Омельченко, Евгений Яковлевич, 2012 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Волочильное оборудование. Номенклатурный справочник. - М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1987.-215 с.

2. Каюков A.C., Шубин И.Г., Пыхтунова C.B. Барабанные волочильные машины. - Магнитогорск: МГТУ,2004.-98 с.

3. Коковихин Ю.И. Технология сталепроволочного производства. - Киев,1995.-608 с.

4. Королев В.Д., Кандауров Л.Е. Волочильные станы со скольжением для производства стальной проволоки. - Магнитогорск: МГТУ,2004.-146 с.

5. Намоточные машины UDS фирмы "Грюна": Техническое описание.-Дрезден. 1979.-206 с.

6. Перлин И.Л., Ерманок М.З. Теория волочения. - М.: Металлургия, 1971.-448 с.

7. Производство стальной проволоки: Монография / Х.Н. Белалов, Б.А. Никифоров, Г.С. Гун и др. - Магнитогорск: ГОУ ВПО "МГТУ",2006. -543 с.

8. Ресурсосбережение в метизном производстве: Коллективная монография / И.И. Зюзин, В.А. Харитонов, A.A. Радионов и др. - Магнитогорск: МГТУ,2001.-60 с.

9. Зудкин С.Н., Пружак А.Г., Апалыкин Г.С. Электропривод и автоматика волочильных станов. - М.: Металлургия, 1977.-206 с.

10. Радионов A.A. Автоматизированный электропривод станов для производства стальной проволоки: Монография - Магнитогорск: ГОУ ВПО "МГТУ",2007.-311 с.

11. Рябинин А.И. Исследование и разработка электропривода волочильного стана с учетом упругих связей: Дисс. ... канд. техн. наук - Алма-Ата, 1984.159 с.

12. Туганбаев И.Т. Автоматизированный электропривод волочильного оборудования: Дисс. ... докт. техн. наук- Апматы, 1997.-350 с.

13. Туганбаев И.Т., Мансузбаев Т.М., Туганбаев А.И. Проблемы автоматизации волочильного оборудования // Автоматизированный электропривод в XXI веке: пути развития: Тр. IV междунар. (XV Всероссийской) конф. по автоматизированному электроприводу / Часть 2. -

Магнитогорск,2004. С. 51-52.

14. Барсуков В.Ф. Анализ технологических и энергетических режимов намоточных аппаратов волочильных станов и разработка электропривода, повышающего эффективность и качество процесса намотки: Дисс. ... канд. техн. наук. - М.: МЭИ, 1981.-230 с.

15. Малахов Ю.И., Иванов Г.К., Мелкадзе М.А. Электропривод высокоскоростного двухкатушечного намоточного аппарата непрерывного приема проволоки // Автоматизированный электропривод в народном хозяйстве: Тр. V Всесоюз. конференции по автоматизированному электроприводу. Т. 3. - М.: Энергия,1971.-С.191-192.

16. Мансузбаев Т.М., Туганбаев И.Т., Васильев В.Н. Намоточный аппарат волочильного стана, как объект автоматизированного управления. - Алма-Ата, 1984.-11 с.

17. Радионов A.A., Туганбаев А.И. Разработка системы электропривода двухкатушечного намоточного аппарата волочильного стана // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. Сб. науч. Тр. -Магнитогорск: МГТУ,2006.-Вып. 13.-С. 179-183.

18. Апьшиц В.М., Вейгнер А.М. Структура систем с регуляторами натяжения прямого действия. Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок. - М.: Энергия, 1970.-№ 9.-С. 13-17.

19. Глазунов В.Ф. Построение автоматизированного электропривода машин для намотки ткани. / В.Ф. Глазунов, М.А. Соломаничев. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Иваново, 2012. С.

20. Радионов A.A., Карандаев A.C. Электропривод моталок и разматывателей агрегатов прокатного производства: Учеб. пособие. -Магнитогорск: МГТУ,2003.-134 с.

21. Ронин Я.П. Компенсация динамической составляющей усилия в современных схемах моталок листовых станов // Новое в проектировании промышленных установок: Тр. ин-та Тяжпромэлектропроект. - М.: Энергия, 1975.-Вып.2.-С. 125-130.

22. Усынин Ю.С., Белошабский B.B. Выбор структуры и параметров узла регулирования динамической компенсации в системах регулирования натяжения моталок // Электротехника.-1976.-№8.-С.21-24.

23. Шубенко В.А., Апьшиц В.М. Анализ регуляторов натяжения моталок листовых станов. Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок. - М.: Энергия, 1970.-№ 1-2.-С. 3-11.

24. Ильинский Н.Ф. Основы электропривода: М.: Издательство МЭИ, 2003,221 с.

25. Ильинский Н.Ф. Электропривод в современном мире // АЭП 2007: Труды V Международной (XVI Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Санкт-Петербург, 2007.-С. 17-19.

26. Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1985. 560 с.

27. Онищенко Г.Б., Юньков М.Г. Значение автоматизированного электропривода для модернизации экономики. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Иваново, 2012. С.

28. Козаченко В.Ф. Перспективные типы тяговых электроприводов. / Козаченко В.Ф., Остритов В.Н., Русаков A.M. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Иваново, 2012. С. 16-22.

29. Бойко Н.П., Стеклов В.К. Системы автоматического управления на базе микро-ЭВМ. - Киев.: Тэхника, 1989.-182 с.

30. Бесекерский В. А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления. - СПб.: Изд-во "Профессия",2004.-752 с.

31. Борцов Ю.А., Юнгер И.Б. Автоматические системы с разрывным управлением. - Л.: Энергиздат, 1986.-168 с.

32. Бычков В.П. Электропривод и автоматизация металлургического производства. - М.: Высшая школа, 1977.-391 с.

33. Бычков М.Г., Миронов Л.М., Козаченко В.Ф. и др. Новые направления развития регулируемых электроприводов. Приводная техника, 1997,№ 5,С.

46-54.

34. Иванов А.Г. Современные автоматизированные системы электропривода для металлургии. / А.Г. Иванов, К.А. Иванов. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Иваново, 2012. С. 453-457.

35. Лимонов Л. Г. Автоматизированный электропривод промышленных механизмов. - Харьков: Изд-во "ФОРТ",2009.-272 с.

36. Поляков В.Н. Энергоэффективные режимы регулируемых электроприводов переменного тока: Монография / В.Н.Поляков, Р.Т.Шрейнер:-Екатеринбург,2012.-222 с.

37. Поляков В.Н., Шрейнер Р.Т. Экстремальное управление электрическими двигателями / под общей ред. д-ра техн. наук, проф. Р.Т.Шрейнера. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006. 420 с.

38. Терехов В.М. Системы управления электроприводов: учебник для студ. высш. учебн. заведений / В.М.Терехов, О.И.Осипов; Под ред. В.М.Терехова. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 304 с.

39. Унифицированные системы автоуправления электроприводом в металлургии. Изд. 2-е, перераб. и доп./ Гарнов В.К., Рабинович В.Б., Вишневецкий Л.М.-М.: «Металлургия», 1977, -192 с.

40. Фишбейн В.Г. Расчет систем подчиненного регулирования вентильного электропривода постоянного тока.-М.: Энергия, 1972.-136 с.

41. Чиликин М.Г., Сандлер A.C. Общий курс электропривода.-6-е изд.-М.: Энергоиздат, 1981.-576 с.

42. Шёнфельд Р., Хабигер Э. Автоматизированные электроприводы: Пер. с нем. / Под ред. Ю.А. Борцова. - Л.: Энергоатомиздат, 1985.-464 с.

43. Щрейнер Р.Т. Системы подчиненного регулирования электроприводов. Часть I. Электропривода постоянного тока с подчиненным регулированием координат: Учеб. пособие для ВУЗов. - Екатеринбург: Урал. Гос. Проф. Пед. Ун-т, 1997.-279 с.

44. Адкинс Б. Общая теория электрических машин. М-Л.: Государственное энергетическое издательство, 1960. 272 с.

45. Браславский И.Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод:

Учеб. пособие / И.Я.Браславский, З.Ш.Ишматов, В.Н.Поляков. - М.: Изд. Центр "Академия",2004.-256 с.

46. Соколов М.М. и др. Электромагнитные переходные процессы в асинхронном электроприводе. М.: «Энергия», 1967. 200 с.

47. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей. М.: Энергоатомиздат, 1984. 240 с.

48. Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. M.-J1., Госэнергоиздат, 1963. 744 с.

49. Поздеев А.Д. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах. - Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1998. 72 с.

50. Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронные электроприводы с векторным управлением. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. Отд-ние, 1987. 36 с.

51. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями / О.В. Слежановский и др. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 256 с.

52. Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учебник для студ. высш. учебн. заведений / Г.Г.Соколовский. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 272 с.

53. Томашевский Н.М., Шрейнер Р.Т., Федоренко A.A. Синтез и анализ систем частотного управления асинхронными электроприводами с автономными инверторами напряжения.// Электротехника, 1977. № 9, С. 3235.

54. Анисимов A.A. Автоматическая настройка регуляторов с наблюдателями состояний электромеханических систем. / A.A. Анисимов. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Иваново, 2012. С.

55. Афанасьев А.Ю. Оптимальное управление токами асинхронного электропривода с учетом насыщения магнитопровода и потерь в стали. / А.Ю. Афанасьев, В.Г. Макаров. //АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. -

Иваново, 2012. С. 131-134.

56. Вдовин В.В. Адаптивный наблюдатель скорости и положения ротора магнитоэлектрического синхронного двигателя для систем бездатчикового электропривода. / В.В. Вдовин, Д.А. Котин, В.В. Панкратов. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Иваново, 2012. С.

57. Виноградов А., Сибирцев А., Колодин И. Адаптивно-векторная система управления бездатчикового асинхронного электропривода серии ЭПВ // Силовая электроника. 2006. № 3, С. 50-55.

58. Дроздов A.B. Разработка систем бездатчикового векторного управления вентильно-индукторным двигателем с независимым возбуждением: Дисс. ... канд. техн. наук. - М.: МЭИ,2008.-181 с.

59. Ефимов A.A., Шрейнер Р.Т. Активные преобразователи в регулируемых электроприводах переменного тока / Под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. Р.Т.Шрейнера. Новоуральск: Изд-во НГТИ, 2001.-250 с.

60. Изосимов Д.Б., Козаченко В.Ф. Алгоритмы и системы цифрового управления электроприводами переменного тока // Электротехника. 1999. № 4. С. 4-5.

61. Изосимов Д.Б. Новые подходы к синтезу цифрового управления электроприводом переменного тока. Приводная техника, 1997,№ 4,с. 8-14.

62. Изосимов Д.Б., Рыбкин С.Е., Байда C.B. Алгоритмы цифрового векторного управления электромагнитным моментом асинхронного двигателя // Электричество. 2005. № 2. С. 37-42.

63. Исаков A.C. Синтез алгоритмов управления частотно-регулируемым электроприводом в условиях информационной неопределенности: Дисс. ... канд. техн. наук. - СПб.: ГУИТМО,2009.-140 с.

64. Козярук А.Е. Прямое управление моментом в электроприводе переменного тока машин и механизмов горного производства: Учебное пособие / А.Е. Козярук, В.В.Рудаков. - СПб государственный горный институт (Технический университет). СПб,2008.-99 с.

65. Мещеряков В.Н. Система с оптимальным регулированием моментообразующих векторов асинхронного электропривода. / В.Н.

Мещеряков, П.Е. Цветков. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. -Иваново, 2012. С. 155-158.

66. Мещеряков В.Н. Частотный асинхронный электропривод с минимизацией потерь энергии. / В.Н. Мещеряков и др. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Иваново, 2012. С. 152-154.

67. Панкратов В. В. Синтез алгоритмов управления электрическими машинами переменного тока методом сигнально адаптивной обратной модели. / В.В. Панкратов, Д.А. Котин, Е.С. Кучер. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Иваново, 2012. С. 400-405.

68. Пронин М.В., Воронцов А.Г. Силовые полностью управляемые полупроводниковые преобразователи (моделирование и расчет). Под ред. Крутякова Е.А. СПб: «Электросила»,2003.-172 с.

69. Рыбкин С.Е. Синтез систем управления автоматизированными синхронными электроприводами с использованием скользящих режимов: Дисс. ... докт. техн. наук. - М.: МЭИ,2007.-370 с.

70. Смирнов A.A. Разработка оптимального закона управления током намагничивания асинхронного двигателя по критерию максимума момента. / A.A. Анисимов, А.П. Бурков, Е.В. Красильникьянц. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Иваново, 2012. С. 120-126

71. Шеломкова Л.В. Разработка системы векторного бездатчикового управления асинхронным двигателем: Дисс. ... канд. техн. наук. - М.: МЭИ,2008.-175 с.

72. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург: УРО РАН, 2000. 654 с.

73. Braschke F. Das Prinzip der Feldorientierung, die Grundlange fur die Transvektor-Regelung von Drehfeldmaschinen.-Siemens-Z.,1971, Bd 45, № 10,S. 757-760.

74. Анучин A.C. Двухмассовая тепловая модель для энергоэффективного выбора асинхронного двигателя. / A.C. Анучин, К.Г. Федорова. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Иваново, 2012. С. 179-183.

75. Виноградов А.Б. Учет потерь в стали, насыщения и поверхностного эффекта при моделировании динамических процессов в частотно-регулируемом асинхронном электроприводе. / Виноградов А.Б. -Электротехника.-2005.-№ 5.-С 57-61.

76. Захаров A.B. Определение превышений температур и допустимых нагрузок закрытых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, эксплуатируемых в широком диапазоне частоты вращения. / Захаров A.B., Кобелев A.C., Кудряшов С.В. - Электричество -2010. № 12,- С. 35-42.

77. Захаров A.B. Целевые функции, используемые при оптимизации режимов питания частотно-регулируемых асинхронных электродвигателей. / Захаров A.B. // Труды международной 15 научно-технической конференции. Екатеринбург: ФБГОУ ВПО УГТУ-УПИ,- 2012,- С. 11-14.

78. Масандилов Л.Б., Ташлицкий М.М. Способ быстрого измерения механических характеристик асинхронных двигателей // Труды МЭИ. Электропривод и системы управления-2002.-Вып. 678.-С. 26-32.

79. Масандилов Л.Б., Ташлицкий М.М. Определение параметров АД по паказателям переходных процессов при неподвижном роторе // Труды МЭИ. Электропривод и системы управления-2004.-Вып. 680.-С. 11-17.

80. Мощинский Ю.А., Беспалов В.Я., Кирякин A.A. Определение параметров схемы замещения асинхронной машины по каталожным данным // Электричество.-1998,-№ 4,- С. 25-29.

81. Онищенко Г.Б., Локтева И.Л. Асинхронные вентильные каскады и двигатели двойного питания. М.: «Энергия», 1979. 200 с.

82. Петров Л.П. Управление пуском и торможением асинхронных двигателей. - М.: Энергоиздат, 1981, 84 с.

83. Сабинин Ю.А., Грузов В. Л. Частотно-регулируемые асинхронные электроприводы. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1985.-128 с.

84. Сандлер A.C., Гусяцкий Ю.М. Тиристорные инверторы с широтно-

импульсной модуляцией для управления асинхронными двигателями. М.: «Энергия», 1968. 96 с.

85. Сандлер A.C., Сарбатов P.C. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.: «Энергия», 1974. 328 с.

86. Сарваров A.C. Асинхронный электропривод на базе НПЧ с программным формированием напряжения: Монография. - Магнитогорск: МГТУ,2002.-236 с.

87. Ташлицкий М.М. Разработка способов экспериментального определения параметров и механических характеристик асинхронных двигателей: Дисс. ... канд. техн. наук. - М.: МЭИ,2005.-167 с.

88. Усольцев A.A. Частотное управление асинхронными двигателями / Учебное пособие. - СПб: СПБГУ ИТМО,2006,-94 с .

89. Шрейнер Р.Т. Электромеханические и тепловые режимы асинхронных двигателей в системах частотного управления. Учебное пособие. Екатеринбург: ГОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т», 2008. 361 с.

90. Эпштейн И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока. -М.: Энергоиздат,1982.-192 с.

91. Шрейнер Р.Т. Моделирование асинхронных двигателей с переменными параметрами электромагнитных и кинематических цепей. / Шрейнер Р.Т., Емельянов A.A., Медведев A.B., Кобзев A.B. // Труды международной 15 научно-технической конференции. Екатеринбург: ФБГОУ ВПО УГТУ-УПИ.-2012,- С.121-124.

92. Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Автоматизированный электропривод с упругими связями. СПб.: Энергоатомиздат, 1992.-288 с.

93. Ишматов З.Ш. Робастный регулятор скорости для цифровых систем управления асинхронным электроприводом. / Ишматов З.Ш., Гурентьев Е.А., Казаков Е.Г. // Труды международной 15 научно-технической конференции. Екатеринбург: ФБГОУ ВПО УГТУ-УПИ,- 2012,- С.101-104.

94. Ляхомский A.B. Теория и практика разработки энергоэффективного электропривода вращателя станков шарошечного бурения. / A.B. Ляхомский, В.Н. Фащиленко. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. -

Иваново, 2012. С. 579-583.

95. Мазунин В.П. Особенности демпфирования колебаний в электроприводе при упругой связи в механизме. / Мазунин В.П., Двойников Д.А. // Труды международной 15 научно-технической конференции. Екатеринбург: ФБГОУ ВПО УГТУ-УПИ,- 2012,- С. 105-108.

96. Рыбкин С.Е., Изосимов Д.Б., Байда C.B. Синтез цифрового управления электроприводом с упругими механическими передачами. Электричество,2004,№ 11,с. 46-55.

97. Омельченко Е.Я. Моделирование на ЭВМ переходных процессов в асинхронном электроприводе / Е.Я.Омельченко, A.B. Харламов // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. Вып. 4. Магнитогорск, МГТУ.-1998.- С. 36-42.

98. Омельченко Е.Я. Электромеханические свойства асинхронных двигателей / И.А.Селиванов, Е.Я.Омельченко // Вестник. Магнитогорск: МГТУ,- 2011.- №3(35). -С. 35-38.

99. Омельченко Е.Я. Намоточный аппарат стальной проволоки как объект регулирования / Е.Я.Омельченко, А.А.Радионов, В.А.Бондаренко // Электромеханика. Новочеркасск- 2011.- № 4. -С. 58-64.

100. Омельченко Е.Я. Методика экспериментального определения момента сопротивления и момента инерции механизма / Е.Я.Омельченко, В.О.Моисеев // Вестник. Магнитогорск: МГТУ,- 2012.- №2(38). -С. 74-76.

101. Омельченко Е.Я. Характеристики двигателей в электроприводе: Учебное пособие. Магнитогорск: МГТУ, 2004. 120 с.

102. Омельченко Е.Я. Мощность при переходных процессах в трехфазной LR-цепи / Е.Я.Омельченко // Электрика. -2008. -№ 7,- С. 34-38.

103. Омельченко Е.Я. Методика расчета потерь в стали при анализе электромагнитных процессов в асинхронных машинах / А.С.Сарваров, Е.Я.Омельченко // Известия вузов. Проблемы энергетики. КГЭУ.- 2011. -№ 1.2.-С. 101-108.

104. Омельченко Е.Я. Статическая математическая модель электропривода по системе «преобразователь частоты - асинхронный двигатель» / Е.Я.Омельченко // Электромеханика. Новочеркасск- 2011.- № 4. -С. 65-69.

105. Омельченко Е.Я. Термодинамическая модель асинхронного двигателя / Е.Я.Омельченко, Е.Б.Агапитов, В.О.Моисеев II Вестник. Магнитогорск: МГТУ,- 2012.- №1(37). -С. 67-70.

106. Омельченко Е.Я. Учет потерь в стали при анализе электромагнитных процессов в асинхронных машинах / А.С.Сарваров, Е.Я.Омельченко // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 17. Магнитогорск: ГОУ ВПО МГТУ.-2009. -С. 24-29.

107. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012615850. Расчет рабочих и скоростных характеристик асинхронного двигателя при питании от преобразователя частоты с векторным регулированием / Омельченко Е.Я., Линьков С.А., Моисеев В.О., Тележкин O.A. // ОБПБТ.-2012.-№ 3(80).-С. 42.

108. Омельченко Е.Я. Перевод электроприводов намоточных устройств волочильных станов на систему «преобразователь частоты - асинхронный двигатель» / А.С.Сарваров, Е.Я.Омельченко // Известия вузов. Проблемы энергетики. КГЭУ,- 2011. -№ 5,6.-С. 104-113.

109. Омельченко Е.Я. Математическая модель асинхронного электродвигателя с фазным ротором / Электротехника - М. - 2007, № , с. 924.

110. Омельченко Е.Я. Магнитодвижущие силы двухфазных обмоток асинхронных двигателей / Е.Я.Омельченко // Вестник. Магнитогорск: МГТУ,-2011,- №4(36). -С. 84-87.

111. Омельченко Е.Я. Расчет коэффициентов математической модели трехфазного асинхронного электродвигателя / Е.Я.Омельченко, Е.Я.Омельченко // Приложение математики в экономических и технических исследованиях: Сборник науч. тр.; под ред. Бушмановой М.В. Вып. 1. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ».-2007. -С. 148-155.

112. Омельченко Е.Я. Динамические математические модели асинхронных двигателей: монография / Омельченко Е.Я.: ФГБОУ ВПО «Магнитогорск, гос. техн. ун-т». - Магнитогорск, 2012. 157 с. - Деп. в ВИНИТИ 22.03.2012, № 104-В2012.

113. Омельченко Е.Я. Математическая модель асинхронного

электродвигателя с фазным ротором / Е.Я.Омельченко // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 12; под ред. С.И. Лукьянова. Магнитогорск: ГОУ ВПО МГТУ.- 2006. -С. 100108.

114. Омельченко Е.Я. Динамическая математическая модель асинхронного двигателя с фазным ротором / Е.Я.Омельченко // Математическое и программное обеспечение систем в промышленной и социальной сферах: междунар. сб. науч. Трудов. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, гос. техн. ун-та им. Г.И.Носова, 2011. -Ч II - С. 118-125.

115. Омельченко Е.Я. Математическая модель трехфазного асинхронного электродвигателя с фазным ротором / Е.Я.Омельченко // Электроприводы переменного тока: Труды международной 14 научно-технической конференции. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ.-2007.- С. 185-188.

116. Омельченко Е.Я. Математическая модель трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором / Е.Я.Омельченко // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика».-2011.-№15.-С. 49-53.

117. Омельченко Е.Я. Разработка алгоритмов управления устройств плавного пуска / Е.Я.Омельченко // Оптимизация режимов работы электротехнических систем: Межвуз. сб. науч. тр. Красноярск: ИПЦ КГТУ.- 2006,- С. 61-66.

118. Омельченко Е.Я. Модернизация электропривода четырехклетьевого плющильного стана / Е.Я.Омельченко, А.В.Фадеев, С.В.Чесноков // Вестник. Магнитогорск: МГТУ,- 2006,- №2(14). -С. 59-65.

119. Омельченко Е.Я. Анализ работы регуляторов тока / Е.Я.Омельченко, В.О.Моисеев, O.A. Тележкин // Вестник. Магнитогорск: МГТУ,- 2012,- №3(39). -С. 81-85.

120. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012615849. Наблюдатель потокосцепления ротора / Омельченко Е.Я., Линьков С.А., Якимов И.А., Моисеев В.О. // ОБПБТ.-2012.-№ 3(80).-С. 42.

121. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012615851. Регулятор ориентации по вектору потокосцепления ротора / Омельченко Е.Я., Линьков С.А., Якимов И.А., Тележкин O.A. // ОБПБТ.-2012-№ 3(80).-С. 42.

122. Омельченко Е.Я. Математическая модель системы «Преобразователь частоты-асинхронный двигатель» с улучшенным пусковым моментом. / Е.Я. Омельченко, В.О. Моисеев, O.A. Тележкин. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Иваново, 2012. -С. 169-172.

123. Омельченко Е.Я. Автоматизированные электроприводы волочильных станов по системе ПЧ-АД. / Е.Я. Омельченко, В.О. Моисеев, O.A. Тележкин. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Иваново, 2012. -С. 545-548.

124. Омельченко Е.Я. Двухканальный транзисторный высоковольтный инвертор для управления тяговым асинхронным двигателем / С.А.Чупин, В.Я.Слепнев, Е.Я.Омельченко и др. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, -2010,- Ч. 2. С. 197-203.

125. Омельченко Е.Я. Электропривод намоточного устройства волочильного стана 80/19 / Е.Я.Омельченко А.В.Фадеев // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 13; под ред. С.И. Лукьянова. Магнитогорск: ГОУ ВПО МГТУ. -2006. -С. 133-140.

126. Омельченко Е.Я. Модернизация электропривода намоточного устройства волочильного стана 80/19 / Е.Я.Омельченко, А.В.Фадеев, В.В.Бакаржи, Е.Г.Голицин // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 14; под ред. Сарварова A.C. Магнитогорск: ГОУ ВПО МГТУ.-2007,- С.65-69.

127. Омельченко Е.Я. Модернизация намоточного устройства волочильного стана 160/21 / А.А.Радионов, В.А.Бондаренко, Е.Я.Омельченко, В.В.Бакаржи // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 15. -Магнитогорск: ГОУ ВПО МГТУ.-2008. -С. 119-126.

128. Омельченко Е.Я. Исследование электромеханической системы намоточного аппарата проволочного волочильного стана / Е.Я.Омельченко, А.А.Радионов, В.А.Бондаренко // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 18. Магнитогорск: ГОУ ВПО МГТУ.-2010,- С. 9-27.

129. Омельченко Е.Я. Исследование характеристик электропривода

намоточного устройства агрегата бронзирования стальной проволоки / Омельченко Е.Я., Моисеев В.О.: ФГБОУ ВПО «Магнитогорск, гос. техн. ун-т». - Магнитогорск, 2012. 8 с. - Деп. в ВИНИТИ 21.03.2012, № 98-В2012.

130. Омельченко Е.Я. Стабилизация линейной скорости и натяжения намоточных устройств на основе преобразователей частоты / Е.Я.Омельченко, Е.Г.Голицин, О.А.Спиридонов, Д.М.Игнатьев // Труды IV Международной (XV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу «Автоматизированный электропривод в XXI веке: пути развития». Магнитогорск,-2004,-С. 184-187.

131. Омельченко Е.Я. Модернизация электроприводов намоточных устройств волочильных станов / Е.Я.Омельченко, А.В.Фадеев, В.В.Бакаржи и др. // Труды V международной (XVI Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу «АЭП-2007»: Санкт-Петербург.- 2007. -С.341-344.

132. Омельченко Е.Я. Двухдвигательные электроприводы намоточных устройств стальной проволоки по системе ПЧ-АД / Е.Я. Омельченко, В.О. Моисеев // Электроприводы переменного тока: Труды международной 15 научно-технической конференции. Екатеринбург: ФБГОУ ВПО УГТУ-УПИ.-2012.- С. 301-304.

133. Омельченко Е.Я. Модульные преобразователи частоты для комплексных электроприводов переменного тока / Е.Я.Омельченко, С.А.Чупин, В.Я.Слепнев и др. // Электроприводы переменного тока: Труды международной 14 научно-технической конференции. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ,- 2007,- С. 47-50.

134. Г.Корн и Т.Корн. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1974. 832 с.

135. Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. - М.: «Машиностроение», 1976. 184 с.

136. Дж. Форсайт и др. Машинные методы математических вычислений./ Перевод с английского Икрамова Х.Д. М.: «Мир», 1980. 280 с.

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

138. Лукьянов С.И. Основы инженерного эксперимента: Учеб. пособие. -Магнитогорск: МГТУ,2003.-87 с.

139. Теумин И.И. Справочник по переходным электрическим процессам. М., Государственное издательство литературы по вопросам связи и радио, 1952. 340 с.

140. Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И.М.Чиженко. К.: «Техника», 1978. 447 с.

141. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе. Под ред. Сарбатова P.C. М.: «Энергия», 1980. 328 с.

142. Маевский O.A. Энергетические показатели вентильных преобразователей. - М.: Энергия, 1978. 320 с.

143. Нейман Л.Р., Демирчан К.С. Теоретические основы электротехники. Л., «Энергия», 1967.-523 с.

144. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ А.Э. Кравчик и др. - М.: Энергоиздат, 1982.-504 с.

145. Беспалов В.Я. Электрические машины: учеб. пособие для ВУЗов / В.Я.Беспалов, Н.Ф. Котеленец. - М.: Изд. Центр "Академия",2006.-320 с.

146. Беспалов В.Я. Новая серия энергосберегающих асинхронных двигателей 7AVE. /' В.Я. Беспалов, Макаров Л.Н. и др. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Иваново, 2012. -С. 13-16.

147. Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов Высш. техн. учебн. заведений. - Л.: Энергия, 1978.-832 с.

148. Зайцев A.M. Состояние теоретических и практических работ по созданию асинхронных частотно-регулируемых электродвигателей средней мощности концерна «Русэлпром». / Зайцев A.M., Захаров A.B., Кобелев A.C., Крутиков О.В. // АЭП 2012: Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Иваново, 2012. -С. 34-37.

149. Иванов В В., Медведев И.К. Тенденции развития средств встроенной температурной и температурно-токовой защиты // Труды IV Международной (XV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу

«Автоматизированный электропривод в XXI веке: пути развития». Магнитогорск,- 2004,- С. 357-359.

150. Иванов-Смоленский A.B. Электрические машины: Учебник для вузов. Том 2. - М.: Издательство МЭИ,2004.-532 с.

151. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учеб. для вузов. - М.: Высш. шк.,2001.-327 с.

152. Копылов И.П. и др. Проектирование электрических машин. - М.: «Высшая школа», 2005. 767 с.

153. Копылов И.П. Электрические машины: учеб. для ВУЗов/И.П. Копылов. -М.: Высшая школа,2006.-607 с.

154. Копылов И.П., Фрумин В.Л. Электромеханическое преобразование энергии в вентильных двигателях. - М.: Энергоатомиздат, 1986.-168 с.

155. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. Часть 2. - М.-Л.: «Энергия», 1965. 704 с.

156. Крановое электрооборудование: Справочник/ Алексеев Ю.В., Богословский А.П., Певзнер Е.М. и др.; Под ред. А.А.Рабиновича. - М.: Энергия, 1979. 240 с.

157. Микитченко А.Я. Получение информации о координатах асинхронного двигателя посредством датчиков Холла // Электроприводы переменного тока: Труды международной 11 научно-технической конференции. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ,- 1998,- С. 196-199.

158. Микитченко А.Я., Беспалов В.Я. Модернизация двигателя постоянного тока под экскаваторный электропривод переменного тока по системе НПЧ-АД // Электроприводы переменного тока: Труды международной 13 научно-технической конференции. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ.- 2005.- С. 4144.

159. Попов В.И., Ахунов Т.А., Макаров Л.Н. Современные асинхронные электрические машины: Новая Российская серия RA. - M.: Изд-во «Знак», 1999, 256 с.

160. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода: Учебник для вузов.-СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отд-ние. 1994.-496 с.

161. Регулятор скорости с регулируемым статизмом / Омельченко Е.Я., Фомин

Н.В., Белых А.Ю., Крашенинников Е.Г. // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск, 1996. С. 76-81.

162. Черных И.В. SIMULINK: среда создания инженерных приложений / Под общ. ред. В.Г.Потемкина. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2004.-496 с.

163. Kalman R. On the General Theory of Control Systems, Proceedings First International Congress IFAC Vol. I Butterworth, London. 1961, pp. 481-492.

164. Casadei D., Rossi C., Serra G., Tani A. A Predictive Voltage-Vector Selection Algorithm in Direct Torque Control of Induction Motor Drives // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

165. Kenny Barbara H., Lorenz Robert D. Stator and Rotor Flux Bazed Deadbeat Direct Torque Control of Induction Machines // IEEE Industry Applications Society, Annual Meeting, Chicago, September 30-0ctober 4, 2001.

166. Rodriguez J., Pontt J., Correa P. A New Modulation Method to Reduce Common-Mode Voltages in Multilevel Inverters // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

167. Holtz J. Metods for Sped Sensorless Control of AC Drives / Sensorless Control of AC Motors. IEEE/ Press Book, 1996.

168. Kim Sand-Min, Han Woo-Yong, Kim Sung-Joong. Design of a new adaptive sliding mode observer for sensorless induction motor drive // Electric Power Systems Research.-2004.№ 70.P. 16-22.

169. Park C. -W., Kwon W. -H. Simple and robust speed sensorless vector control of induction motor using stator current based MRAC // Electric Power Systems Research.-2004.№ 71.P. 257-266.

170. Raison В., Arza J., Rostaing G., Rognon J.P. Comparison of two extended observers for the resistance estimation of an induction machine // Laboratorire d Electrotechnique de Grenoble, IEEE, 2001.

171. Salvatore L., Stasi S., Cupertino F. Improved Rotor Speed Estimation Using Two Kalman Filter-Based Aigorithms // Chicago, Illinois USA, IEEE Industry Applications Society 36th Annual Meeting 2001.

172. K.H.Chao, C.M.Liaw. Speed sensorless control performance improvement of induction motor drive using uncertainty cancellation // IEEE Proc. Electr. Power -Appl.147 (4) (2000)-P. 251-262.