Розвинуто теорію електричних кіл з розподіленими параметрами в системі ШІМ-інвертор - довга лінія - частотно-керований двигун. Розроблено метод багатоцільової параметричної оптимізації топологічної множини вихідних LMC sin-фільтрів таких систем, а також метод параметричної оптимізації вихідних sin-фільтрів в LMC просторі, який дозволяє одержувати багатофакторні варіанти реалізації даних фільтрів. Знайдено й обгрунтовано діапазони довжин кабельних ліній, за яких доцільно використовувати вихідні фільтри або інші зовнішні засоби згідно з критерієм перенапруги на навантаженні на підставі аналізу фазових явищ біжучих хвиль з розподіленими параметрами в системі ШІМ-інвертор - довга лінія - частотно-керований двигун. Обгрунтовано ефективність використання LMC-топології вхідних фільтрів на базі розробленого модифікованого методу Бруне та доведено, що її використання для вихідних sin-фільтрів на базі модифікованого методу збільшує кількість умовно-оптимальних варіантів у задачах багатофакторної оптимізації. Завдяки використанню відомої експериментальної бази та певних нових даних показано задовільний збіг результатів дослідження з експериментальними даними. Зп цього розбіжність між теоретичними й експериментальними результатами не перевищує 5 %.

  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

Містяться основні теоретичні положення кодифікованої модуляції сигналів інверторів напруги як нового напрямку в області імпульсної модуляції, що вирішує наукову проблему створення універсальної синхронної обчислювально ефективної цифрової широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), яка базується на прямому синтезі вихідної напруги інвертора шляхом кодифікації (ідентифікації) параметрів сигналів у функції вихідної частоти, що забезпечує плавне та безударне регулювання напруги при підвищеній швидкодії алгоритмів керування, висока ефективність яких обгрунтована теоретично і доведена практично. Розроблено універсальне програмне забезпечення для ПЕОМ, призначене для моделювання систем з кодифікованою ШІМ.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель резонансного транзисторного інвертора напруги установки індукційного нагріву з низькочастотною (НЧ) імпульсною модуляцією, що, на відміну від відомих моделей, дозволяє одержати узагальнені вирази в простому аналітичному вигляді та розрахувати основні параметри струму навантаження. Визначено аналітичні залежності, що встановлюють зв'язок між параметрами НЧ імпульсної модуляції та параметрами струму навантаження, а також визначають вплив параметрів навантаження і параметрів НЧ імпульсної модуляції на діапазон регулювання струму навантаження. Встановлено, що НЧ-ШІМ (широтно-імпульсна модуляція) та НЧ-ЧІМ (частотно-імпульсна модуляція) мають обмежені можливості для застосування у перетворювачах установок індукційного нагріву. Розроблено новий метод визначення параметрів НЧ імпульсної модуляції для зменшення розмаху пульсації струму навантаження, обмеження мінімальної частоти НЧ пульсацій струму навантаження, збільшення мінімальної та зменшення максимальної амплітуд струму навантаження та забезпечення широкого діапазону регулювання.

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію нелінійних імпульсних систем у частині оцінки "у великому" динамічної помилки регулювання та впливу на неї процесу перебудови виду широтно-імпульсної модуляції (ШІМ). Установлено, що системи стабілізації, виконані за принципом підлеглого регулювання з внутрішнім контуром струму, мають вищі динамічні та статичні показники точності, ніж системи з асинхронною інтегральною ШІМ. Виявлено, що глибокорегулювальовані системи з двобічною ШІМ у динаміці мають меншу середньоквадратичну помилку регулювання у порівнянні з ШІМ заднього та переднього фронтів. З'ясовано, що система стабілізації постійної напруги з ШІМ найбільш чутлива до збурень стосовно живлення за підходу до точок біфуркації і практично не чутлива до них після цих точок.

  Скачати повний текст

Досліджено перетворювачі постійного струму в змінний з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ) за синусоїдальним законом, в яких як первинну ланку використано інвертор напруги з відсічним комутуючим дроселем. Запропоновано схеми напівпровідникових ключів із внутрішнім зворотнім зв'язком, який діє на вимикання, що сприяє виконанню однорідної комутації другого роду в інверторній ланці. Розроблено методику вибору параметрів інвертора напруги з відсічним комутуючим дроселем і розрахунку напівпровідникових ключів із внутрішнім зворотним зв'язком, що діє на вимикання. Наведено структури перетворювачів із синусоїдальною ШІМ, охопленних позитивним частотно-залежним зворотним зв'язком за основною частотою і методику вибору основних параметрів перетворювача. Визначено тиристорний перетворювач постійного струму в перемінний з ШІМ по синусоїдального закону, що працює в повторно-короткочасному режимі. Наведено методику вибору параметрів вузла комутації, що спрямована на спрощення конструкції.

  Скачати повний текст

Створено системи управління асинхронними вентильними стартер-генераторами (АВСГ). На підставі розширеної кодоімпульсної обробки інформації розроблено узагальнену структуру системи управління АВСГ, що містить додаткові зворотні зв'язки за електричною частотою ротора, струмами та напругами каналів відбору потужності. Проведено порівняльний аналіз ефективності використання алгоритмів широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) в АВСГ. Розроблено математичний апарат синтезу алгоритмів дискретного цільового регулювання гармонічного складу вихідної напруги АВСГ для оптимізації заданого параметра якості або залежного енергетичного показника у ШІМ. Наведено інженерні методики їх розрахунків.

  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

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

Розроблено, створено та досліджено енергоощадні адаптивні вібраційні технологічні машини (АВТМ) з керованими вібропроводами. Здійснено аналіз і класифікацію керованих систем віброприводу, резонансних вібраційних технологічних машин, за спільними ознаками дії віброприводу на робочий орган. На підставі аналізу позитивних і негативних факторів існуючих керованих систем вібраційних приводів синтезовано структурні схеми для керованих систем з дисбалансним і електромагнітним віброприводом, які дозволяють керувати параметрами вібраційного поля ВТМ на резонансній робочій частоті вібромашини та підтримувати постійний резонансний режим роботи ВТМ незалежно від зміни маси завантаження робочого органу. Розроблено алгоритм функціонування АВТМ резонансного типу. Даний алгоритм реалізовано на промисловому мікроконтролері та перетворювачі частоти на базі широтно-імпульсно модульованої (ШІМ). Розроблено комплексну методику розрахунку електромагнітного віброприводу за використання ШІМ для живлення у АВТМ резонансного типу. Для АВТМ даного типу з дебалансним віброприводом проведено дослідження з використанням експериментальної моделі адаптивної технологічної машини. За результатами досліджень установлено взаємозв'язок енергетичних характеристик вібраційного поля АВТМ резонансного типу й енергетичних затрат дебалансного віброприводу для їх створення. Розроблено комплексну методику та принципи розрахунку дебалансного віброприводу резонансних АВТМ.

  Скачати повний текст

Досліджено багатофазні імпульсні перетворювачі (БІП) з ШІМ-регулюванням з силовими каналами знижувального, підвищувального й інвертувального типів у разі асиметрії електричних процесів. Розроблено методику автоматизованого проектування систем і пристроїв з покращаними масогабаритними показниками. Запропоновано математичну модель асиметричних електричних процесів перетворювачів постійної напруги, яка узагальнена щодо трьох зазначених типів основних схем силових каналів і щодо режимів роботи перетворювача та дозволяє проводити розрахунки електричних, енергетичних і конструктивних параметрів перетворювача. Розроблено методику дослідження асиметричних електричних процесів та енергетичних параметрів перетворювачів постійної напруги модульної структури. Досліджено основні параметри модульних імпульсних перетворювачів постійної напруги з силовими каналами зазначених типів, проведено порівняльне оцінювання показників якості одно- та багатофазного імпульсних перетворювачів, одержано нові результати. Розроблено методику та програмне забезпечення для автоматизованого проектування багатофазних імпульсних перетворювачів за критерієм мінімального обсягу у разі максимального значення коефіцієнта корисної дії, що сприяє практичній реалізації пристоїв даного класу з покращаними масогабаритними показниками (більш високою питомою потужністю).

  Скачати повний текст

Досліджено багатофазні імпульсні перетворювачі (БІП) з регулюванням за широтно-імпульсним методом (ШІМ) з силовими каналами (СК) знижуючого, підвищуючого й інвертуючого типів для пристроїв електроживлення та систем електропостачання телекомунікаційних систем. Розроблено математичну модель електричних процесів перетворювачів постійної напруги, що узагальнена щодо трьох зазначених типів схем силових каналів і режимів роботи перетворювача, яка дає змогу проводити розрахунки електричних, енергетичних і конструктивних параметрів перетворювача. Розроблено методику, алгоритми та програмне забезпечення для дослідження електричних процесів і енергетичних параметрів перетворювачів постійної напруги (ПЕЕ) модульної структури. Досліджено основні параметри модульних імпульсних ПЕЕ з СК зазначених типів, виконано порівняльну оцінку показників якості ПЕЕ з однофазним і багатофазним принципами функціонування. Розроблено методику та програмне забезпечення для автоматизованого проектування БІП за критерієм мінімального обсягу у разі максимального значення коефіцієнта корисної дії, що сприяє практичній реалізації пристроїв даного класу з поліпшеними масогабаритними показниками (більш високою питомою потужністю).

  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

Проведено синтез та аналіз методів векторного керування (ВК) асинхронними двигунами (АД) з поліпшеними енергетичними та динамічними характеристиками та малим обсягом обчислень. Здійснено огляд теоретичних досліджень ВК і систематизовано математичний опис робочого процесу АД для ВК. Синтезовано аналітичні вирази програмних струмів, що мінімізують споживну потужність або струм статора. Обгрунтовано робастний оптимальний закон керування швидкісним контуром. Особливу увагу приділено інформаційному забезпеченню ВК АД лише за клемними вимірюваннями струмів і напруг на виході перетворювача частоти (ПЧ) з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Синтезовано фільтри струмів і напруг на виході ПЧ, які виділяють їх основні складові без амплітудних і фазових викривлень. Розроблено адаптивні спостережники, які уникають проблем чистого інтегрування під час визначення проекцій векторів потокозчеплень. Запропоновано методи ідентифікації опорів статора та ротора в реальному часі у процесі штатного функціонування. Синтезовано алгоритми інформаційного забезпечення з меншим обсягом обчислень у порівнянні з традиційними розрахунковими методами. Створено компенсатор для керування контурами струму. Обгрунтовано оцінювальну функцію спостерігачів у складі компенсаторів, які визначають корисні складові струмів, невизначеності струмових контурів і перехресні зв'язки між ними у разі наявності завад, створених ШІМ. Відзначено, що синтезований компенсатор є робастним відносно до всіх невизначеностей контурів струму. Із використанням числового та фізичного моделювання підтверджено високі динамічні характеристики синтезованих методів керування.

  Скачати повний текст