Представлена система бездатчикового векторного управления асинхронными двигателями на низких частотах вращения без введения высокочастотного тестового сигнала, что позволяет устранить нежелательные потери энергии и искажения формы статорных токов машины. Применение предложенного в системе способа оценивания величины частоты вращения без использования параметров схемы замещения позволило сделать систему более устойчивой при работе в области низких частот, поскольку точность предварительной оценки параметров, а также их изменение, связанное с нагревом машины, не влияет на точность определения неизмеряемых переменных состояния.

Представлена система бездатчикового векторного керування асинхронними двигунами без уведення високочастотного тестового сигналу, що дозволяє усунути небажані втрати енергії та викривлення форми статорних струмів машини. Застосування запропонованого у системі способу оцінювання величини частоти обертання без використання параметрів схеми заміщення дозволило зробити систему більш стійкою під час роботи в області низьких частот, оскільки точність попередньої оцінки параметрів, а також їх зміни, що пов'язані з нагрівом машини, не впливають на точність визначення невимірюваних змінних стану.

The sensorless vector control system of induction motors at low speed without high-frequency test injection was presented in article. It allows eliminating unwanted energy loss and distortion of the stator currents of machine. Application of the proposed method for estimation the values of the machine speed without using equivalent circuit parameters allows to make the system more robust when operating at low frequencies, since the accuracy of the preliminary parameter estimation and their changing due to the machine heating does not effect on the accuracy of the unmeasured state variables.

Рассмотрены основные способы идентификации статорных потокосцеплений асинхронного двигателя для реализации бездатчикового управления. Выявлены основные причины снижения точности косвенного оценивания при работе привода на низких угловых скоростях. Проанализированы пути улучшения точности за счет использования программируемых фильтров низких частот, адаптивных систем с задающими моделями, а также за счет каскадного соединения нескольких фильтров. Основные выводы подтверждены математическим моделированием в среде Matlab/Simulink.

Асинхронный двухфазный электропривод является одним из наиболее перспективных для привода малых мощностей. Рассмотрены основные схемы, используемые в регулируемом электроприводе на базе двухфазного асинхронного двигателя, к их числу относится питание от трехфазного инвертора напряжения, а также схема на базе матричного преобразователя. Обосновано, что более целесообразной по экономическим соображениям является схема, предусматривающая питание двигателя от трехфазного инвертора. Для этой схемы проведен анализ способов формирования выходного напряжения с помощью широтно-импульсной модуляции. Для варианта, предполагающего использование пространственно-векторной широтно-импульсной модуляции, на основании спектрального анализа получен гармонический состав напряжений и токов двигателя, а также оценены пульсации электромагнитного момента. Доказано, что наличие таких пульсаций приводит к существенному снижению показателей качества регулирования системы управления электроприводом. Путем анализа уравнений, описывающих состояние двухфазной асинхронной машины, получены аналитические зависимости для статорных и роторных токов, а также электромагнитного момента машины. Результаты подтверждены моделированием методом конечных элементов в среде Ansoft Maxwell, а также с использованием модели с сосредоточенными параметрами в среде Matlab/Simulink.

Показана актуальность разработки научных подходов для оптимизации энергетических потоков в условиях подземной добычи железной руды. Обосновано систему критериев оптимизации, определены целевые функции, основные информационные параметры и ограничения. Рассмотрены возможности использования различных подходов для оптимизации процесса потребления электрической энергии на основе минимаксных функционалов, использования системы ограничений, вычисления рациональных уставок. Предложены соответствующие методические и алгоритмические решения поставленных задач с использованием нескольких стратегий. Разработаны способы оптимизации целевых параметров. Предложены принципы реализации указанных алгоритмов на основе использования нечеткой логики (Fuzzy Logic). Приведены базовые принципы фазификации и формирования базы логических правил вывода для различного количества параметров оптимизации. Определены множества лингвистических переменных (термов) для всех нечетких параметров с учетом трехзонного тарифа. Обусловлены принципы формирование базы нечетких правил для возможности автоматизации вычислений, где в качестве базового алгоритма процедуры дефазификации использован алгоритм Мамдани. Разработана методика определения оптимальных уставок в случае использования основного критерия маргинального типа при ограничениях на основные параметры и/или наличия ограничений с учетом полученной функциональной зависимости и трехзонного тарифа на электроэнергию, а также синтезированы соответствующие оптимальные уставки. Логика получения таких уставок основывается на применении минимаксного подхода в условиях типичной железорудной шахты. Осуществлено моделирование роботы нечеткой оптимизации в среде программного пакета MatLab. Получены основные аналитические показатели, которые однозначно подтверждают достаточное качество и эффективность применения полученных решений. Предложены структурные схемы и средства для практической реализации таких систем в промышленных условиях. Расчетным путем подтверждено, что применение данных подходов позволит реализовать автоматизированный поиск экстремальных значений целевой функции энергопотребления в условиях реального времени и оптимизировать затраты на потребленную электрическую энергию. Доказана работоспособность подхода в условиях однопараметрической и многопараметрической оптимизации.

Изложены результаты исследований по анализу состояния и определению основных направлений поиска путей решения проблемы повышения показателей функционирования внутришахтного транспорта отечественных подземных железорудных предприятий. Отмечено, что основным видом транспорта по доставке железорудного сырья, материалов и горнорабочих в подземных горных выработках данных видов шахт, в отличие от угольных, есть и будет в ближайшие 35 - 50 лет оставаться электровозный. Акцентировано, что эксплуатируемые в отечественных рудных шахтах контактные виды электровозов в силу опасности поражения электрическим током горнорабочих при несанкционированном, но реально возможном из-за ограниченности габаритов горных выработок по факту доступности, касании ими контактного провода целесообразно заменить на новые более безопасные. На основании анализа результатов изысканий в анализируемой проблеме оценен потенциал и определена тактика достижения поставленной цели путем решения двуединой задачи - повышения эффективности и безопасности функционирования электровозосоставов путем создания для отечественных подземных железорудных производств базовых - комбинированных видов электровозов и синергетических структур энергоэффективных тяговых электромеханических комплексов для них.

Изложены результаты исследований по анализу состояния и определению основных направлений поиска путей решения проблемы повышения показателей функционирования внутришахтного транспорта отечественных подземных железорудных предприятий. Отмечено, что основным видом транспорта по доставке железорудного сырья, материалов и горнорабочих в подземных горных выработках данных видов шахт, в отличие от угольных, есть и будет в ближайшие 35 - 50 лет оставаться электровозный. Акцентировано, что эксплуатируемые в отечественных рудных шахтах контактные виды электровозов в силу опасности поражения электрическим током горнорабочих при несанкционированном, но реально возможном из-за ограниченности габаритов горных выработок по факту доступности, касании ими контактного провода целесообразно заменить на новые более безопасные. На основании анализа результатов изысканий в анализируемой проблеме оценен потенциал и определена тактика достижения поставленной цели путем решения двуединой задачи - повышения эффективности и безопасности функционирования электровозосоставов путем создания для отечественных подземных железорудных производств базовых - комбинированных видов электровозов и синергетических структур энергоэффективных тяговых электромеханических комплексов для них.

В настоящее время основным направлением в решении проблемы повышения энергоэффективности добычи железорудного сырья должна быть оценка уровня потребления электрической энергии в функции объемов добычи сырья и уровня потребления ее конкретным предприятием во времени. Один из базовых принципов управления электроэнергопотреблением железорудного предприятия состоит в принятии решений на основе статистической информации, обработанной с помощью методов моделирования и математической статистики. Основой анализа энергопотребления являются принципы системного подхода, которые позволяют обеспечить комплексное изучение проблем повышения эффективности управления энергопотреблением и найти пути оптимального решения поставленных задач. Определение перспективных уровней электропотребления горных предприятий в условиях неопределенности и неполноты информации целесообразно выполнять с использованием полученных моделей электропотребления, синтезированных с применением теории факторного анализа (разложение Карунена-Лоэва, метод главных компонент). В работе определены значимые информативные факторы на основе этапного получения экспертных оценок. Выполненный анализ экспертных оценок с применением метода парных сравнений позволил установить ранжированное влияние исследуемых характеристик. Результаты, полученные при проведении экспертных оценок, позволили выявить наиболее весомые факторы влияния на эффективность системы нормирования удельных потерь электроэнергетических ресурсов для горнодобывающих предприятий которыми стали: экономический фактор, правовые основы и методологическое обеспечение. На основании выполненных исследований построена математическая модель управления электроэнергопотреблением железорудного предприятия, в основе которой положена разработка интегрального показателя, который позволяет проводить определение уровня электроэнергопотребления, стадии жизненного цикла развития предприятия и осуществлять прогнозирование изменения его уровня до и после проведения реинжиниринга. Применение основных положений теории векторного поля обеспечило возможность рассчитать дивергенцию для оценки эффективности энергопотребления на предприятии, а также определить динамические характеристики эффективности энергопотребления за счет всех влияющих факторов. Такой подход позволил получить описание траектории движения каждого влияющего фактора и, таким образом, оценить динамические характеристики управления энергопотреблением железорудного предприятия.