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

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

  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

  Скачати повний текст

Висвітлено питання підвищення енергоефективності та точності регулювання координат високовольтного частотно-регульованого асинхронного електроприводу (ЧРАЕП) великої потужності, створеного на основі дво- або трирівневого трифазного автономного інвертора напруги з широко-імпульсною модуляцією (АІН-ШІМ) без використання датчиків на валу асинхронного двигуна (АД). Розроблено математичний опис й імітаційну модель високовольтного ЧРАЕП, запропоновано способи ідентифікації параметрів режиму та внутрішніх параметрів високовольного АД за умови його живлення від АІН-ШІМ. Запропоновано оптимальне енергоощадне керування за мінімумом загальних втрат потужності для ЧРАЕП зі скалярним та векторним регулюванням, виконано порівняння вказаного енергоощадного керування з відомими законами частотного керування АД, а також розроблено швидкодійний спосіб обмеження вихідних струмів трифазного АІН-ШІМ.

  Скачати повний текст

Запропоновано систему керування таким електроприводом, що дозволяє безпосередньо формувати механічні характеристики такої системи без необхідності визначення електромагнітного моменту. Створено експериментальну установку, за допомогою якої підтверджено можливість технічної реалізації запропонованої системи електропривода. Розроблено математичну та цифрову моделі електропривода з використанням методу середньокрокових напруг, за допомогою яких проаналізовано процеси в даній схемі. Проведено комплекс досліджень електромеханічних та електромагнітних процесів у розробленій системі асинхронного електропривода з використанням математичної та фізичної моделей.

  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

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

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

Розвинуто теоретичні положення аналізу перехідних процесів в електротехнічних комплексах (ЕТК), що містять асинхронний електроприлад (ЕП), у разі живлення від протяжної лінії (ЛЖ) в усталених і перехідних режимах, від параметрів ЛЖ. Установлено ефективність і доцільність, а також наявність обмежень за умов застосування ступінчатих поперечної та поздовжньої компенсації реактивного струму, який споживається ЕП за різних режимів роботи, шляхом включення паралельно (послідовно) з АД батарей статичних конденсаторів (КБ). Розроблено методику вибору параметрів паралельних і послідовних КП, з застосуванням якої визначено переваги та недоліки кожного зі способів компенсації реактивного струму ЛЖ, установлено переважність їх застосування залежно від режимів робіт ЕП і особливостей схеми живлення. Визначено збіжність результатів теоретичних і експериментальних досліджень, оцінено техніко-економічну ефективність застосування ступінчатої компенсації реактивного струму, який споживається АД.

  Скачати повний текст