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

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

Формалізовано підхід, що узагальнює та доповнює теорію створення архітектур сучасних електроприводів (ЕП) і синтезу фільтрокомпенсувальних пристроїв - складових електротехнічних комплексів, для покращання електромагнітної сумісності контуру перетворення електричної енергії з живильною мережею та навантаженням. Проведено градацію рівнів вимог та їх відповідність умовам електромагнітної сумісності ЕП, симетрованих з живильною мережею та навантаженням. Досліджено електромагнітні процеси та підтверджено можливість досягнення необхідного рівня електомагнітної сумісності у разі ШІМ напруги живлення електричного двигуна шляхом застосування електричних фільтрів. На базі методу чотириполюсника розроблено методику формування структур електричних фільтрів, що дозволяє синтезувати їх нові варіанти як комбінації функціональних ланок - суб'єктів фільтрації загальнофільтрувального комплексу. Доведено залежність між якістю перетворення електричної енергії в ЕП змінного струму з контуром імпульсного перетворення напруги живлення асинхронного двигуна (АД) та режимами їх функціонування, що дозволило розробити рекомендації щодо рівня припустимих і можливих відхилень форм кривих струму та напруги від синусоїдних. Запропоновано та досліджено алгоритм компенсації впливу параметрів вихідного фільтра на характеристики ЕП. Досліджено новий ефект, врахування якого дозволяє визначити рівень виконання захисних функцій відповідними пристроями перетворювального контуру. Доведено необхідність та модернізовано імпульсний перетворювач ШІМ-напруги комплектного ЕП елементами захисту від "довгих" імпульсів наднапруг.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі, проведено аналіз та синтез структур регульованого електроприводу (ЕП) за системою "однофазний тиристорний перетворювач напруги - асинхронний двигун з трифазними обмотками статора малої потужності та фазозсувним конденсатором". Специфіка такої системи полягає у різноманітності простих схемо-технічних рішень і в складності електромагнітних та електромеханічних процесів, обумовлених якістю напруг та струмів в елементах ЕП. Розроблено узагальнену математичну модель, що враховує ЕРС обертання, несиметрію та несинусоїдальність струмів та напруг, дозволяє проводити порівняльний аналіз різних схем силової частини ЕП. На її базі досліджено динамічні, механічні, енергетичні та регулювальні характеристики системи. Обумовлено вибір раціональних схемо-технічних рішень і проведено оптимізацію параметрів силових елементів ЕП. Функціональні можливості даної системи реалізуються за двома основними напрямками - регулюванням швидкості обертання в обмеженому діапазоні та мінімізацію втрат потужності у разі змінного навантаження.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено електромагнітні процеси, питання ідентифікації та автоматичного керування за аварійних режимів в асинхронному електроприводі (ЕП) на базі автономного інвертора напруги (АІН) з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Розроблено математичний опис та імітаційну модель зазначеного ЕП, яка дозволяє враховувати дискретні властивості та несинусоїдну форму вихідної напруги (струму) інвертора, нелінійність кривої намагнічування двигуна. З застосуванням методів операторного зображення, узагальнених векторів, еквівалентних джерел розраховано електромагнітні процеси, які відбуваються в асинхронному ЕП з АІН-ШІМ за аварійних режимів, а саме: внутрішнього короткого замикання в інверторі, провалах і відновленні напруги мережі живлення ЕП, неповнофазних режимів інвертора, спричинених зникнення одного чи декількох керуючих імпульсів на його силових ключах. На підставі результатів проведеного аналізу електромагнітних процесів одержано аналітичні залежності для інженерного розрахунку. Запропоновано ефективні способи ідентифікації та автоматичного керування асинхронним ЕП з АІН-ШІМ за аварійних режимів, що дозволяють запобігти виходу з ладу силових елементів електропривода під час експлуатації.

  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

Дисертація присвячена обгрунтуванню вимог до швидкодії приладів захисту силових кіл приводу за системою тиристорний перетворювач-двигун (ТП-Д) підйомних механізмів від аварійних струмів, що виникають при різноманітних аномальних режимах тиристорного перетворювача. Особлива увага приділена аварійним процесам в приводі, що відбуваються при раптовому відключенні живлючої напруги. Проведено порівняльний аналіз ефективності сучасних швидкодіючих пристроїв захисту від аварійних струмів, видані рекомендації щодо підвищення ефективності захисту. Розроблена універсальна математична модель, що дозволить досліджувати нормальні і аварійні режими приводу. Модель використовується на виробництві при аналізі процесів, що відбуваються в приводі і в науково-дослідній організації при виборі варіантів приводу.

  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

Дисертацію присвячено питанням символьного аналізу електромеханічних систем. Розглянуто проблеми застосування теорії графів і ланцюгових дробів до задач зниження порядку математичних моделей електромеханічних систем та їх елементів. Для типових електроприводів системи підпорядкованого регулювання було отримано аналітичні вирази моделей зниженого порядку та наведено їх перехідні характеристики. На основі методу ланцюгових дробів запропоновано методику топологічних перетворень електричних схем, що дозволяє одержати схемні рішення спрощених моделей. Отримано новий алгоритм реалізації розкладання передаточної функції в ланцюговий дріб. Наведено рекомендації щодо використання різноманітних алгоритмів реалізації розкладання передаточної функції в ланцюговий дріб.

  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

  Скачати повний текст

Удосконалено теорію та практику квазірезонансних імпульсних перетворювачів і розроблено рекомендації щодо створення нових приладів підвищеної якості як складових частин точного електропривода постійного струму. Запропоновано методи покращання параметрів даного пристрою та способи підвищення якості електроенергії в мережі. Досліджено електромагнітні процеси у квазірезонансному імпульсному перетворювачі з перемиканням за нульового струму (КРІП-ПНС) з навантаженням у вигляді двигуна постійного струму (ДПС). Визначено умови роботи перетворювача у режимі перемикання за нульового струму. Знайдено статичні характеристики та пульсації струму і швидкості КРІП-ПНС з ДПС. Запропоновано алгоритм роботи системи керування КРІП-ПНС, оптимальний за швидкодією. Проведено комп'ютерне моделювання та експериментальне дослідження КРІП-ПНС з ДПС. Розроблено рекомендації щодо визначення напрямків найбільш ефективного використання КРІП у прецизійному електроприводі. Одержані результати впроваджено в учбовий процес і виробничу практику організацій, які займаються розробкою джерел живлення.

  Скачати повний текст

Розроблено структури системи керування. Застосовано сигнали потоків ротора та мережі у якості опорних. Розроблено датчик потоку та датчики різницевих фаз, частот та амплітуд. Класифіковано перешкоди у системі керування. Визначено набір параметрів синхронізації та їх індивідуальний вплив на процеси у разі підключення двигуна на мережу. Розроблено числові, аналітичні моделі двигуна в координатному базисі "струм - потік" та аналітичні моделі системи "перетворювач - двигун". Синтезовано регулятори системи керування у режимі перемикання. Розраховано упередження по параметрам синхронізації у разі перемикання двигуна на мережу.

  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

Розвинуто теорію керування матричними перетворювачами для електропривода. Проаналізовано якість вихідної напруги (струму) матричного перетворювача у разі застосування скалярних алгоритмів керування з одно- та дворазовою модуляцією, визначено діапазони регулювання вихідної частоти, в яких доцільно використання кожного з цих алгоритмів. Розроблено способи переходів від одного алгоритму до іншого зі збереженням фазового кута й амплітуди основної гармоніки вихідної напруги. Створено та теоретично обгрунтовано спосіб усунення субгармонік у вихідній напрузі матричного перетворювача з застосуванням алгоритму керування з дворазовою модуляцією. Розроблено принципи комутації змінного струму, які базуються на поєднанні особливостей алгоритму векторної широтно-імпульсної модуляції та покрокового перемикання ключів двостронньої провідності та не вимагають контролю за напрямком струму навантаження та співвідношенням миттєвих значень напруг мережі живлення. Аналітично визначено коефіцієнти, необхідні для коригування модуляційних функцій матричного перетворювача з метою одержання неспотвореного годографа середніх значень вихідної напруги за умов несиметрії напруг мережі живлення.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання теоретичного обгрунтування та реалізації мікропроцесорної системи керування тиристорним електроприводом постійного струму з покращеними функціональними властивостями. Запропоновано принцип змінювання інтервалу дискретності регулювання силового струму тиристорного електропривода, що забезпечує стабілізацію динамічних характеристик контура регулювання струму. Отримано закони регулювання струму з максимально можливою швидкодією. Виконано подальші дослідження систем з ідентифікацією та компенсацією навантаження приводу. Досягнуто покращання динаміки процесів регулювання його швидкості. Розроблено алгоритми швидкодіючої автоматичної настройки регуляторів струму та швидкості електроприводу з поширеною галуззю застосування.

  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

Обгрунтовано застосування штучної нейронної мережі прямого поширення спільно з методами простору станів для одержання перехідного процесу скінченної тривалості без перерегулювання. Розроблено спосіб формування навчальної множини, алгоритм вибору структури нейроконтролера та запропоновано як еталонний під час навчання нейронної мережі використовувати цифровий регулятор з різною тривалістю кроків квантування, що дозволяє одержати оптимальний за швидкодією перехідний процес для будь-якого кута завдання. Розроблено стенд системи керування реверсивним перетворювачем, за допомогою якого експериментально підтверджені результати теоретичних розрахунків і комп'ютерного моделювання.

  Скачати повний текст