Вивчено питання синтезу та досліджено системи релейного оптимального управління електропривода постійного струму з двозонним регулюванням швидкості за умов дії широкого спектра параметричних і координатних збурень. З використанням методу аналітичного конструювання регуляторів виконано структурно-алгоритмічний синтез оптимальних управлінь у просторах фазових координат електропривода та їх похідних з урахуванням основних процесів, характерних для тиристорного електропривода за умов двозонного регулювання швидкості: дію вихрових струмів у магнітопроводі та насичення останнього, податливості кінематичного кола та в'язкого тертя в ньому. Запропоновано імітаційні моделі синтезованого електропривода, за допомогою яких вивчено динаміку системи. Наведено результати досліджень впливу на частоту ковзного режиму внутрішнього контуру системи параметрів реальних операційних підсилювачів, що використовуються як релейні регулятори. Висвітлено методику вибору параметрів фільтрів на входах тиристорного перетворювача.

  Скачати повний текст

Досліджено питання підвищення рівня надійності регульованих електроприводів за рахунок вдосконалення елементів і структур засобів діагностування їх аналогових систем керування. Розроблено математичні моделі для діагностування аналогових систем керування електропривода у процесі експлуатації, математичну модель для оцінювання технічного стану динамічної системи за перехідних режимів роботи. Вдосконалено метод синтезу структурних схем пристроїв діагностування електрообладнання. Запропоновано мікропроцесорні реалізації пристроїв діагностування аналогових систем керування електропривода, а також алгоритми їх роботи. Розроблені підходи та математичні моделі апробовано та впроваджено на ДТГО "Південно-Західна залізниця" локомотивне депо Жмеринка та в навчальний процес Вінницького національного технічного університету.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вирішено науково-практичну проблему розвитку теорії аналітичної ідентифікації з метою створення експрес-методів моніторингу технічного стану електропривода. Розроблено та впроваджено автоматизований комплекс для їх реалізації. Показано, що впровадження методів і засобів автоматизованої ідентифікації параметрів електропривода забезпечити збільшення періоду його безвідмовної роботи та зменшення енергетичних і ресурсних витрат, пов'язаних з експлуатацією та ремонтом. Встановлено можливість використання моделей рівнянь балансу потужності режимів холостого ходу електропривода у вигляді регресійних поліномів для ідентифікації складових втрат потужності. На підставі даних струму силового кола або потужності усталених режимів холостого ходу електропривода за різним рівнем напруги живлення та за умов сталої кутової швидкості обертання двигуна отримано регресійні моделі. Доведено, що за допомогою теплової моделі, яка враховує теплову анізотропність електричного двигуна та ідентифікованих складових витрат потужності в ньому, які є джерелами тепла, визначено можливість прогнозування номінальної навантажувальної здатності двигуна. Обгрунтовано діапазон значень кроку дискретизації, під час якого відносна похибка ідентифікації мінімізується.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі об'єктів керування у вигляді одно-, дво- та тримасових електромеханічних систем з урахуванням нелінійних характеристик зовнішнього тертя робочого органу, редуктора та приводного двигуна, які апроксимовано степеневими рядами. Досліджено методику синтезу нелінійних оптимальних регуляторів і методику синтезу нелінійних оптимальних спостерігачів для управління нелінійними електроприводами з аналітичними нелінійностями.

  Скачати повний текст

Досліджено процес формування квазісинусоїдної напруги в схемах з каскадним з'єднанням інверторів напруги (КІН). Розроблено схеми частотно-керованого електроприводу з КІН у системі "перетворювач частоти - асинхронний двигун" (ПЧ - АД) з урахуванням гармонічного складу напруги живлення АД. Визначено умови забезпечення якості напруги в схемах КІН. Запропоновано нові схеми КІН, які можуть бути використані в частотно-керованих електроприводах для загальнопромислових механізмів у разі регулювання швидкості, особливо в електроприводах з високовольтними АД. Розроблено математичні та фізичну моделі, проведено дослідження електромагнітних і електромеханічних процесів у статичних і динамічних режимах у схемах електроприводу "КІН - АД". Наведено математичну модель замкненої системи автоматичного регулювання швидкості та потокозчеплення з обмеженням струму статора АД у перехідних режимах, яка дає змогу проводити дослідження процесів і характеристик не лише за експлуатаційних режимів роботи електроприводу, а також за аварійних, несиметричних режимів.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі, адекватні електромагнітним і електромеханічним процесам в електроприводі (ЕП) системи тиристорний перетворювач напруги - асинхронний двигун (ТПН - АД). Виведено передаточну функцію електромагнітної частини АД. Удосконалено розрахункову методику дослідження стійкості розімкнутої системи ЕП ТПН - АД. Описано метод дослідження стійкості, заснований на аналізі сталих часу ЕП. Проведено оцінку впливу на стійкість розімкнутої системи різноманітних параметрів ЕП. Висвітлено несиметрію напруги джерела живлення на характеристики ЕП. Запропоновано схеми системи автоматичного симетрування струмів статора АД, показано алгоритм і особливості управління. Здійснено моделювання системи автоматичного симетрування та визначено показники її роботи. Наведено математичний опис режимів роботи електроприводу ТПН - АД, оптимальних за критерієм мінімуму втрат. Розроблено систему автоматичної мінімізації втрат потужності в АД з одночасними функціями симетрування. Описано функціональну схему, проведено розрахунок елементів системи управління. Визначено кількісні показники зменшення втрат потужності в АД і показники симетрування у процесі живлення ЕП від джерела з несиметричною напругою. Висвітлено шляхи підвищення ефективності системи автоматичної мінімізації втрат за рахунок застосування мікропроцесорних засобів управління. Досліджено вплив вищих гармонік струму АД на систему електропостачання.

  Скачати повний текст

Вперше на основі системного підходу розроблено методику структурно-параметричного синтезу електромагнітних систем, яка значно підвищує визначеність процесу синтезу та об'єктивність одержуваних результатів. Для систем 2 - 4-го порядків з нулями вперше одержано вирази для коефіцієнтів їх передавальної функцій за умов налаштування на модульний оптимум, які дозволяють одержати множину варіантів стандартних передавальних функцій. Виявлено, що налаштовані на модульний оптимум дані функції з нулями у разі зростання нулів можуть бути еквівалентизовані передавальними функціями без нулів з порядком, рівним різниці порядків знаменника та чисельника вихідної передавальної функції. Запропоновано спосіб знаходження даних еквівалентних передавальних функцій. Показано, що ефективність знаходження варіантів розв'язків доцільно приймати залежно від сукупності наступних показників: граничної частоти пропускання, заданої динамічної помилки струму, допустимої статичної помилки регулювання швидкості, обмеження величини сигналу керування, простоти структури та передавальних фукцій ланок змінюваної частини.

  Скачати повний текст

Проаналізовано процеси, що відбуваються в приводі за системою ПЧ - АД, яка працює у пуско-гальмових режимах, під час комутації ключів автономного інвертора напруги (АІН) з частотою широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), електричних, електромагнітних і електромеханічних процесів в асинхронних електроприводах під впливом вихідної напруги інвертора, що формується за різними варіантами методу ШІМ, широтно-імпульсного й амплітудно-імпульсного регулювання. Особливу увагу приділено дослідженню внутрішніх комутаційних процесів в АІН і аварійних процесів приводу, що відбуваються у разі раптового відключення напруги живлення. Проведено порівняльний аналіз 73 варіантів формування вихідної напруги АІН. Розроблено рекомендації щодо їх ефективного застосування. Запропоновано універсальний програмний комплекс "MCF - Hicham", за допомогою якого досліджено нормальні й аномальні режими приводу в природних трифазних осях без проміжного переходу від двофазного представлення, що широко застосовується, до трифазної системи координат.

  Скачати повний текст

Вирішено наукову задачу - дослідження регульованих електроприводів (ЕП) з використанням у них трифазних активних випрямлячів (АВ), з метою забезпечення електромагнітної сумісності (ЕМС) та підвищення енергетичної ефективності ЕП. Наявність великої кількості АВ та обмеженість прикладів їх конкретного застосування в ЕП, зумовлює необхідність формування загального підходу щодо вибору АВ для створення нових поколінь регульованих ЕП. Розроблено класифікацію АВ з врахуванням ознак впливу ЕП на ЕМС, а також з врахуванням функцій АВ у даних ЕП. Сформульовано рекомендації щодо використання АВ в ЕП. Сформовано ієрархічний підхід щодо побудови систем керування ними й окреслено варіанти багатофункціонального використання АВ у системах ЕП. Досліджено роботу трифазних АВ в асинхронному та синхронному ЕП і показано, що їх енергетичні показники у порівнянні з показниками у таких же ЕП з традиційним використанням пасивного випрямляча є значно кращими. Встановлено дані варіанти багатофункціонального використання в ЕП АВ, які, поряд із забезпеченням ЕМС, виконують низку додаткових функцій.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена дослідженню і розрахунку електромеханічних процесів асинхронних частотно-регульованих (ч-р) електроприводів і керуванню цими електроприводами. Наведено якісний та кількісний аналіз електромеханічних процесів у стаціонарних пускових і робочих режимах асинхронного двигуна під час живлення від різних типів інверторних перетворювачів частоти (ПЧ) з урахуванням несинусоїдальності форми їх вихідних напруг (струмів) та насичення головного магнітного ланцюга двигуна. Розроблені способи керування і структури регулювання асинхронних електроприводів з інверторними ПЧ, що не потребують датчиків усередині і на валу двигуна та забезпечують ефективні режими функціонування, а також нормовані електромеханічні процеси привода.

  Скачати повний текст

Одержано узагальнені аналітичні залежності, що зв'язують енергетичні характеристики асинхронного електроприводу (АЕП) з моментом навантаження та прикладеною напругою. Вперше сформульовано аналітичний вираз для визначення заощадженої електроенергії, що дозволяє оцінювати ефективність вжитих заходів енергозбереження. Розроблено новий спосіб керування АЕП з регулюванням напруги, що забезпечує автоматичне встановлення під час зміни моменту навантаження оптимального режиму роботи асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором (АД) за критерієм максимуму заощадженої електроенергії. З метою оптимізації процесу енергозбереження обгрунтовано доцільність використання секціонування фаз статорної обмотки АД з полюсоперемиканням та без нього. Вперше визначено принцип регулювання, за якого вихідна напруга тиристорного перетворювача інваріантна фазі струму статора асинхронного двигуна, що дозволяє виключити дію позитивного внутрішнього зворотного зв'язку та гарантувати стійку роботу електропривода.

  Скачати повний текст

Наведено вирішення наукового завдання оптимізації пускових режимів асинхронних (АД) і синхронних (СД) електроприводів в електропостачальних системах обмеженої потужності шляхом підвищення точності та швидкодії регулювання реактивної потужності. Для аналізу АД в пускових електромеханічних режимах запропоновано новий підхід, в основу якого покладено використання спектральних параметрів. Запропоновано критерії якості пускових процесів АД і СД електроприводів, основані на використанні спектральних провідностей, що дає можливість для оцінювання точності компенсації реактивної потужності під час пуску електроприводів. Вдосконалено математичні моделі аналізу пускових режимів АД і СД електроприводів, які базуються на використанні нелінійних диференційних рівнянь в фазних координатах, що дозволяє проаналізувати швидкодіюче компенсування реактивної потужності в пускових режимах АД і СД електроприводів. Вдосконалено системи динамічної компенсації реактивної потужності з керуванням та збуренням на основі шкидкодіючих вимірювальних каналів з одержанням інформації щодо активної та реактивної провідності навантаження, що підвищує точність і швидкодію компенсування реактивних навантажень і зменшення провалів напруг.

  Скачати повний текст

Розроблено двоканальну систему автоматичного керування зі змінною структурою, яка визначається режимами роботи оптичного телескопа (ОТ), для забезпечення суттєво відмінних для режимів позиціювання та слідкування вимог до статичних і динамічних показників їх перехідних процесів. Розроблено динамічну модель механічної частини ОТ для стендових випробувань, що зумовлює покращання техніко-економічних показників наведення оптико-електронної системи ОТ. Для режиму позиціювання для забезпечення обмеження нагрівання обмоток двигуна електроприводу (ЕП) ОТ з урахуванням обмеження прискорення та ривка, з високою швидкодією та точністю перекладання, розв'язано комплексну задачу оптимального за нагріванням керування. На базі одержаних аналітичних виразів побудовано підсистему оптимального програмного керування за режиму позиціювання. Для режиму слідкування з метою забезпечення високої динамічної точності слідкування синтезовано регулятор положення з прямою ланкою за сигналом завдання. Обмеження прискорення та ривка здійснюється шляхом обмеження першої та другої похідних сигналу завдання швидкості. Для умов заміни натурних випробувань ЕП ОТ стендовими розроблено динамічний функціональний аналог, побудований на базі навантажувальної машини дослідженого стенда та динамічну модель ОТ у цілому, що дозволило змоделювати реальний момент навантаження та момент інерції телескопа за статичних і динамічних режимів роботи.

  Скачати повний текст

Установлено закономірності, притаманні процесам перетворення енергії у машинах подвійного живлення, які дозволяють одержати залежності між струмами фазного ротора, потокозчепленням і струмами статора, а також електромагнітними параметрами асинхронної машини. Відзначено, що виявлені закономірності забезпечують компенсацію поля статора у разі статичних і динамічних режимів роботи за умов векторного керування машиною у колі ротора та надають електроприводу з машиною подвійного живлення властивостей електроприводу з компенсованою машиною постійного струму незалежного збудження. Виведено умови синхронізації сигналів керування з вектором напруги статора, що забезпечило формування керувального впливу у цифрових системах зазначеного керування асинхронним електродвигуном, що має фазний ротор, це дозволило значною мірою покращити експлуатаційні й енергетичні характеристики електроприводу.

  Скачати повний текст

Розроблено реверсивний асинхронний електропривод з високими динамічними та енергетичними показниками, квазіінваріантного до параметричних та координатних збурень. Проведено порівняльне вивчення різних варіантів побудови системи електропривода (ЕП) на базі асинхронного вентильного каскаду (АВК). Найбільш раціональним визнано варіант, в якому роль мережного перетворювача напруги виконує регульоване джерело струму, що керується релейною системою. Доведено високу ефективність використання релейного джерела струму як регульованого вентильного перетворювача відносно швидкодії, енергетичних та масогабаритних показників ЕП. У струмовому контурі АВК досягнуто практично граничну швидкодію. З'ясовано, що формування струму ротора за допомогою релейного джерела струму дозволяє робити його практично повністю активним та збільшити момент, особливо за низьких рівнів швидкості та роботи проти поля (до 20 %).

  Скачати повний текст

Здійснено подальший розвиток наукового напрямку створення систем керування асинхронними електроприводами з оптимальним за точністю відтворенням заданих траєкторій руху. Вперше для систем з векторним полеорієнтованим керуванням розроблено концепцію побудови та принципи практичної реалізації в асинхронному електроприводі багатомірних ковзних режимів, що базуються на застосуванні методу еквівалентного керування шляхом розподілу різнотемпових рухів регуляторів зовнішніх і внутрішніх контурів. Синтезовано структури асинхронних електроприводів, в яких за рахунок організації багатомірних козних режимів досягнуто високу якість відпрацьовування задавальних впливів та компенсації внутрішніх перехресних зв'язків, низька чутливість до дії зовнішніх дестабілізувальних факторів. Розроблено алгоритмічну базу синтезу систем з розривним векторним полеорієнтованим керуванням, уніфіковану для варіантів орієнтації координатного базису за векторами потокозчеплень статора, повітряного зазору або ротора. Визначено аналітичні вирази настроювальних коефіцієнтів електронних регуляторів, які визначають необхідну орієнтацію координатного базису системи.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Обгрунтовано рішення задачі покращення динамічних і енергетичних показників пускових режимів роботи електропривода у разі застосування асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором шляхом формування властивостей джерела моменту у пускових режимах. Досліджено різновид асинхронного двигуна, властивість джерела моменту в якому досягнуто за рахунок використання торцевих феромагнітних екранів фрагментів короткозамкненої роторної обмотки поза робочим повітряним зазором. Запропоновано методики розрахунку параметрів, що вносяться у роторний контур двигуна торцевими екранами, та геометричних розмірів екранів. Виконано дослідження динамічних та енергетичних показників процесу пуску у разі живлення асинхронного електропривода з таким двигуном від джерела струму постійної частоти, джерела напруги з обмеженням струмів статора, здійснено їх порівняльну оцінку з параметрами пускового режиму електропривода з серійним двигуном з короткозамкненим ротором. Розглянуто динамічні та енергетичні показники частотного пуску електропривода з струмово-частотним керуванням, якщо управління частотою здійснюється залежно від рівня фазної напруги асинхронного двигуна за синтезованим у роботі законом.

  Скачати повний текст