На правах рукописи Олейников Александр Александрович

advertisement
На правах рукописи
Олейников Александр Александрович
ОПТИМИЗАЦИЯ ПО МИНИМУМУ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
ПОЗИЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Специальность: 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Краснодар – 2011
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Кубанский государственный
технологический университет»
Научный руководитель:
кандидат технических наук, профессор
Добробаба Юрий Петрович.
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор
Тропин Владимир Валентинович;
кандидат технических наук, доцент
Самородов Александр Валерьевич.
Ведущая организация:
Филиал Военно-учебного центра
Военно-воздушных сил «Военно-воздушная
академия им. Н.Е. Жуковского и
Ю.А. Гагарина» (г. Краснодар).
Защита состоится
21 июня
2011 года в 14-00 на заседании
диссертационного совета Д 212.100.06 в ГОУ ВПО «Кубанский
государственный технологический университет» по адресу: 350020, г.
Краснодар, ул. Старокубанская, 88/4, ауд. №410.
C диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО
«Кубанский государственный технологический университет» по адресу:
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2.
Автореферат разослан 19 мая 2011 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д 212.100.06,
кандидат технических наук, доцент
Л.Е. Копелевич
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. В настоящее время возрастающие технологические
требования к качеству производственных процессов обуславливают
тенденцию внедрения в различные отрасли промышленности программноуправляемых
электроприводов
металлообрабатывающих
(ЭП),
станков,
в
первую
промышленных
очередь,
ЭП
манипуляторов,
электрического транспорта, транспортных и подъемно-транспортных
механизмов.
В
связи
с
возрастанием
цен
на
электроэнергию
проблема
электросбережения, в том числе снижение потерь электроэнергии,
приобретает особую актуальность. Так как ЭП потребляют до 70 %
вырабатываемой электроэнергии, то наиболее существенная экономия
электроэнергии может быть достигнута при использовании программноуправляемых ЭП для управления технологическими процессами, что
обеспечит оптимальное использование электроэнергии.
Цель работы – уменьшение потерь электроэнергии в позиционных
ЭП с обеспечением предъявляемых к ним технологических и технических
требований.
Для достижения поставленной цели требуется решение следующих
задач:
– разработать оптимальные по минимуму потерь электроэнергии
диаграммы перемещения исполнительных органов (ИО) ЭП;
4
– разработать командоаппараты, формирующие оптимальные по
минимуму потерь электроэнергии диаграммы перемещения ИО ЭП;
– синтезировать системы автоматического регулирования (САР)
положения ИО ЭП;
– экспериментально проверить полученные закономерности и
подтвердить работоспособность оптимальных по минимуму потерь
электроэнергии позиционных ЭП.
Методы и средства выполнения исследований. Для решения
поставленных в диссертационной работе задач используются методы
теории
автоматического
аналитического
управления,
решения
автоматизированного
дифференциальных
уравнений.
ЭП,
Для
моделирования исследуемых систем использовался пакет Simulink из
программного комплекса MatLab.
В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе
получены новые научные результаты:
– методика формирования четырех оптимальных по минимуму
потерь электроэнергии диаграмм перемещения ИО ЭП с учетом влияния
индуктивностей якорных цепей электродвигателей (ЭД);
– методика разработки четырех командоаппаратов, формирующих
оптимальные
по
минимуму
потерь
электроэнергии
диаграммы
перемещения ИО ЭП с учетом влияния индуктивностей якорных цепей
ЭД;
5
– методика синтеза трехкратноинтегрирующих САР положения ИО
ЭП с типовыми регуляторами как при идеальном, так и упругом
валопроводе;
– методика синтеза трехкратноинтегрирующих САР положения
положения ИО ЭП с улучшенными характеристиками как при идеальном,
так и упругом валопроводе.
Практическая
использование
ценность
работы
полученных
экспериментальных
определяется
результатов
исследований
позволит
тем,
что
теоретических
и
уменьшить
потери
электроэнергии в позиционных программно-управляемых ЭП, и, как
следствие, уменьшить потребляемую ими электроэнергию.
Результаты диссертационной работы: методика формирования двух
оптимальных по минимуму потерь электроэнергии диаграмм перемещения
ИО ЭП с ИВ и с учетом влияния индуктивностей якорных цепей ЭД;
методика разработки командоаппаратов, формирующих оптимальные по
минимуму потерь электроэнергии диаграммы перемещения ИО ЭП с ИВ и
с учетом влияния индуктивностей якорных цепей элетродвигателей;
методика синтеза трехкратноинтегрирующих САР положения ИО ЭП с
типовыми
регуляторами
при
ИВ;
методика
синтеза
трехкратноинтегрирующих САР положения ИО ЭП с улучшенными
характеристиками при ИВ приняты к использованию при модернизации
электротранспорта на предприятии МУП «Краснодарское трамвайнотроллейбусное управление».
6
Командоаппарат, формирующий оптимальную по минимуму потерь
электроэнергии диаграмму перемещения ИО ЭП с ИВ без ограничения
скорости и с учетом влияния индуктивности якорной цепи ЭД защищен
патентом
РФ
формирующий
на
полезную
оптимальную
модель
по
№82502.
Командоаппарат,
минимуму потерь электроэнергии
диаграмму перемещения ИО ЭП с ИВ при ограничении скорости и с
учетом влияния индуктивности якорной цепи ЭД защищен патентом РФ на
полезную модель №82387. Трехкратноинтегрирующая САР положения ИО
ЭП с улучшенными характеристиками при ИВ защищена патентом РФ на
изобретение №2412525. Трехкратноинтегрирующая САР положения ИО
ЭП с улучшенными характеристиками при УВ защищена патентом РФ на
изобретение №2417511.
Разработан,
реализован
и
экспериментально
исследован
командоаппарат на базе программируемого PC-совместимого контроллера
ADAM-5510M-A1, формирующий оптимальные по минимуму потерь
электроэнергии диаграммы перемещения ИО ЭП.
К защите предоставляются следующие основные положения:
1. Методика формирования четырех оптимальных по минимуму
потерь электроэнергии диаграмм перемещения ИО ЭП с учетом влияния
индуктивностей якорных цепей ЭД.
2. Методика разработки четырех командоаппаратов, формирующих
оптимальные
по
минимуму
потерь
электроэнергии
диаграммы
перемещения ИО ЭП с учетом влияния индуктивностей якорных цепей
7
ЭД. Четыре командоаппарата, формирующих оптимальные по минимуму
потерь электроэнергии диаграммы перемещения ИО ЭП с учетом влияния
индуктивностей якорных цепей ЭД.
3. Методика синтеза трехкратноинтегрирующих САР положения
ИО ЭП с типовыми регуляторами как при идеальном, так и упругом
валопроводе. Две трехкратноинтегрирующие САР положения ИО ЭП с
типовыми регуляторами как при идеальном, так и упругом валопроводе.
4. Методика синтеза трехкратноинтегрирующих САР положения
положения ИО ЭП с улучшенными характеристиками как при идеальном,
так
и
упругом валопроводе.
Две трехкратноинтегрирующие
САР
положения ИО ЭП с улучшенными характеристиками как при идеальном,
так и упругом валопроводе.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
доложены и обсуждены на научных семинарах кафедры электроснабжения
промышленных предприятий КубГТУ (2005-2011 гг.); на конкурсе лучших
докладов XXXIV студенческой научной конференций КубГТУ (Краснодар,
2007 г); на VIII Региональной научно-практической конференции молодых
ученых
«Научное
(Краснодар,
конференциях
2007 г.);
обеспечение
на
агропромышленного
Международных
«Электроэнергетические
комплекса»
научно-практических
комплексы
и
системы»
(Краснодар, 2006 г. и 2007 г.); на Международной научной конференции
«Технические и технологические системы» (Краснодар, 2010 г.); на
8
расширенном заседании кафедры электроснабжения промышленных
предприятий КубГТУ (Краснодар, 2011 г.)
Публикации.
По
результатам
выполненных
исследований
опубликовано: 9 статей, из них 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК
РФ; 8 материалов конференций; получены: патент РФ на изобретение,
положительное решение на выдачу патента РФ на изобретение, 2 патента
РФ на полезные модели.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения,
пяти глав, заключения, списка литературы и четырех приложений.
Основная
часть
45 рисунков
и
работы
выполнена
2 таблицы.
на
Список
167 страницах,
литературы
включает
состоит
из
165 наименований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность работы, определена цель
исследования, представлена научная новизна полученных результатов,
сформулированы основные положения выносимые на защиту.
Первая
глава
диссертационной
работы
посвящена
обзору
литературы, постановке задач исследований.
Выполнен анализ типовых оптимальных по минимуму потерь
электроэнергии диаграмм перемещения ИО ЭП с ИВ без учета влияния
индуктивностей
якорных
трехкратноинтегрирующая
САР
цепей
положения
ЭД.
ИО
Предложены:
ЭП
с
типовыми
9
регуляторами при ИВ; трехкратноинтегрирующая САР положения ИО ЭП
с типовыми регуляторами при УВ.
В конце главы поставлены задачи исследований.
Вторая глава диссертационной работы посвящена разработке
оптимальных по минимуму потерь электроэнергии диаграмм перемещения
ИО ЭП с учетом влияния индуктивностей якорных цепей ЭД.
ЭП с ИВ представлен одномассовой электромеханической системой.
Математическая модель ЭП с двигателем постоянного тока и ИВ
описывается системой дифференциальных уравнений третьего порядка.
Поэтому скачкообразное изменение напряжения, приложенного к якорной
цепи ЭД, вызывает скачкообразное изменение третьей производной угла
поворота (второй производной угловой скорости) ИО ЭП с ИВ. В связи с
этим для реализации оптимальной по минимуму потерь электроэнергии
диаграммы перемещения ИО ЭП предлагается формировать зависимость
второй производной угловой скорости ИО ЭП с ИВ ω(2) от времени t.
Проведенные исследования показывают, что в зависимости от
заданного значения угла поворота (перемещения) ИО ЭП с ИВ существуют
две оптимальные по минимуму потерь электроэнергии диаграммы
перемещения ИО ЭП с ИВ: без ограничения по скорости (состоит из трех
этапов); с ограничением скорости (состоит из пяти этапов).
ЭП с УВ представлен двухмассовой упругой электромеханической
системой. Математическая модель ЭП с двигателем постоянного тока и УВ
описывается системой дифференциальных уравнений пятого порядка.
10
Поэтому скачкообразное изменение напряжения, приложенного к якорной
цепи ЭД, вызывает скачкообразное изменение пятой производной угла
поворота (четвертой производной угловой скорости) исполнительного
органа механизма (ИОМ) ЭП с УВ. В связи с этим для реализации
оптимальной по минимуму потерь электроэнергии диаграммы перемещения
ИОМ предлагается формировать зависимость четвертой производной
угловой скорости ИОМ, упруго соединенного с ЭД, 2(4) от времени t.
Проведенные исследования показывают, что в зависимости от
заданного значения угла поворота (перемещения) ИО ЭП с УВ существуют
две оптимальные по минимуму потерь электроэнергии диаграммы
перемещения ИОМ ЭП с УВ: без ограничения по скорости (состоит из
пятнадцати этапов); с ограничением скорости (состоит из семнадцати
этапов).
В качестве примера на рисунке 1 представлена оптимальная по
минимуму потерь электроэнергии диаграмма перемещения ИО ЭП с УВ
при ограничении скорости и с учетом влияния индуктивности якорной
цепи ЭД, параметры которой определяются по выражениям:
(4)
max

11 11 C y ( J1  J 2 ) C y



 (Cм I max  M с );
12
6
J1 J 2
J1 J 2
(4)
max*

t1 
2t1
(4)
 max
;
2t1  t2
6
J1 J 2

;
11 C y ( J1  J 2 )
T  16t1  2t2  t3 ;
t2 
доп
 8t1;
(4)
max
 t13
11
t3 
кон  нач
 (4)
29
2
 2  max  t13  (32t12  t1t2  t22 ).
доп
доп
3
3
Потери электроэнергии за цикл
2
2
( J1  J 2 ) 2
 9907 ( J1  J 2 )
(4) 2
7
(4)
Q  Rя  


ω

t


ω





max
1
max*
Cу2
Cм2
 945

2 4 3  M с2
 9907 7 25 6
5 2

 t1  t1 t2  6t1 t2  t1 t2   2  (16t1  2t2  t3 )  .
3
3
 945
 Cе

Условие существования диаграммы
2
C I  Mс
8 ( J1  J 2 )  доп
6
J1 J 2
16
J1 J 2
 2доп 

 
 м max
,
3 C м I max  M с
11 C y ( J1  J 2 ) 11 C y ( J1  J 2 )
J1  J 2
цикл  гр  
12
U,В
а)
IЯ , А
б)
φ 2 , рад
в)
ω2 , рад/с
г)
10
5
ω , рад/с
(4)
2
5
д)
Рисунок 1 – Оптимальная по минимуму потерь электроэнергии
диаграмма перемещения ИО ЭП с УВ при ограничении скорости и с
учетом влияния индуктивности якорной цепи ЭД: зависимости
напряжения (а), тока якорной цепи ЭД (б), угла поворота (перемещения)
ИОМ (в), угловой скорости ИОМ (г), четвертой производной угловой
скорости ИОМ (д) от времени
13
где ω(4)
max – первое максимальное значение четвертой производной угловой
скорости ЭП, рад/с5 ; ω(4)
max* – второе максимальное значение четвертой
производной угловой скорости ЭП, рад/с5 ; t1 – длительность первого,
третьего, четвертого, пятого, седьмого, восьмого, десятого, одиннадцатого,
тринадцатого, четырнадцатого, пятнадцатого, семнадцатого этапов, c ;
2t1 – длительность второго и шестнадцатого этапов, c ; t2 – длительность
шестого и двенадцатого этапов, c ; t3 – длительность девятого этапа, c ;
Q – потери электроэнергии за цикл перемещения, Дж ; T – длительность
цикла, c ; I max – максимальное значение тока якорной цепи ЭД, А ; R я –
сопротивление якорной цепи ЭД, Ом ; M c – момент сопротивления, Н  м ;
C м – коэффициент ЭД, В  с ; Cе – коэффициент ЭД, В  с/рад ; C у –
жесткость валопровода, Н  м/рад ; J 1 – момент инерции ИО ЭД, кг  м2 ;
J 2 – момент инерции ИОМ, кг  м2 ;  нач – начальное значение угла
поворота ЭП, рад ;  кон – конечное значение угла поворота ЭП, рад ; цикл –
значение угла поворота ЭП за цикл, рад ; гр – граничное значение угла
поворота ЭП, рад ; доп – допустимая угловая скорость ЭП, рад/с .
Третья глава диссертационной работы посвящена разработке
командоаппаратов, формирующих оптимальные по минимуму потерь
электроэнергии диаграммы перемещения ИО ЭП с учетом влияния
индуктивностей якорных цепей ЭД.
14
На основе математического обеспечения для оптимальных по
минимуму потерь электроэнергии диаграмм перемещения ИО ЭП
разработаны:
– командоаппарат, формирующий оптимальную по минимуму потерь
электроэнергии диаграмму перемещения ИО ЭП с ИВ без ограничения
скорости и с учетом влияния индуктивности якорной цепи ЭД (выполнен с
каналом адаптации);
– командоаппарат, формирующий оптимальную по минимуму потерь
электроэнергии диаграмму перемещения ИО ЭП с ИВ при ограничении
скорости и с учетом влияния индуктивности якорной цепи ЭД (выполнен
без канала адаптации);
– командоаппарат, формирующий оптимальную по минимуму потерь
электроэнергии диаграмму перемещения ИО ЭП с УВ без ограничения
скорости и с учетом влияния индуктивности якорной цепи ЭД (выполнен с
пятью каналами адаптации);
– командоаппарат, формирующий оптимальную по минимуму потерь
электроэнергии диаграмму перемещения ИО ЭП с УВ при ограничении
скорости и с учетом влияния индуктивности якорной цепи ЭД (выполнен
без каналов адаптации).
Выполнено
моделирование предлагаемых
командоаппаратов
использованием пакета Simulink из программного комплекса MatLab.
с
15
В четвертой главе синтезированы трехкратноинтегрирующая САР
положения ИО ЭП с улучшенными характеристиками при ИВ и
трехкратноинтегрирующая САР положения ИО ЭП с улучшенными
характеристиками при УВ.
Цифровое моделирование трехкратноинтегрирующих САР положения
ИО ЭП с улучшенными характеристиками как при ИВ, так и при УВ
позволило проверить работоспособность исследуемых моделей и показало,
что они отрабатывают диаграммы перемещения ИО ЭП с минимально
возможной динамической ошибкой и задержкой по времени равной T .
В качестве примера на рисунке 2 представлена структурная схема
трехкратноинтегрирующей САР положения ИО ЭП с улучшенными
характеристиками при УВ, где приняты следующие обозначения: ФКП –
фильтр контура положения; РП – регулятор положения; ФКC – фильтр
контура скорости; РС – регулятор скорости; ФКТ – фильтр контура тока;
РТ – регулятор тока; ИП – импульсный преобразователь; U зп , U зc , U зт –
задающие напряжения контуров положения, скорости и тока, В ; U огр –
напряжение ограничения, В ; M у – упругий момент, Н  м ; 1 – угловая
скорость ЭД, рад/с ;  2 – угловая скорость ИОМ; рад/с ; 2 – угол
поворота ИОМ, рад ; K от – коэффициент обратной связи по току, Ом ; K оc
– коэффициент обратной связи по скорости, В  с/рад ; K оп – коэффициент
обратной связи по положению, В/рад ; K ому – коэффициент обратной связи
по упругому моменту, В/(Н  м) ; K рп , K ип – коэффициенты усиления РП и
ИП;  рc ,  рт – динамические коэффициенты РС и РТ; Tрc ,  рc –
постоянные времени РС, c ; Tрт
16
,  рт – постоянные времени РТ, c ;  п ,  т ,
 c – постоянные времени ФКП, ФКТ, ФКС, c ; Tму ,  му – постоянные
времени обратной связи по упругому моменту, c ; p – комплексный
параметр преобразования Лапласа, 1/c .
ФКТ
2
Т рс
р 2   рс p  1
с p 1
;
2
Т рс р 2   рс p  1
РС
Wфкт ( p)
U зт ( p)
W рс ( p)
U огр
К оп
К ос
W2
W1
К от
Rя
Lя p
1
См
Се
pМ у ( p )
I я ( p)
Wрт ( p)   рт 
2
Tрт
p2
2
Tрт
p 2   рт p  1
т p 1
;
2
Tрт p 2   рт p  1
ИП
Кип
Wфкт ( p ) 
РТ
Wрт ( p)
U упр ( p) U ( p )
;
p
Су
W2 ( p)  К ому 
характеристиками при УВ
1
p
2 ( p)
2
Tрт
p 2   рт p  1
Tму2 p
.
 му
;
2
Tрт
p 2   рт p  1
М с ( p)
1
J2 p
2 ( p )
М у ( p)
W1 ( p)  К ому 
Су
1
J1 p
1 ( p)
Рисунок 2 – Структурная схема трехкратноинтегрирующей САР положения ИО ЭП с улучшенными
 p  1 Wрс ( p)   рс 
;
Wрп ( p)  k рп  п
;

p  ( т p  1)
рс
с p 1
Wфкс ( p) 
ФКС
РП
ФКП
1
;
п p 1
Wфкс ( p)
W рп
U зс ( p)
Wфкп ( p )
Wфкп ( p ) 
U зп ( p )
U огр
17
18
При выборе параметров РТ, ФКТ и корректирующих обратных
связей согласно следующим выражениям:
14
т 
 T ;
4

 рт  27  1  27 

T
2
рт
2
15
С у ( J1  J 2 )T2 
RT

 1  27  я 
J1 J 2
Lя

 2
  T ;

RяT 
Lя
;

Lя  К ип К отT
2

С у ( J1  J 2 )T2 
С у ( J1  J 2 )T2
13
13 СеС мT
 рт  2 
 1  2 
2 
  T ;

J1 J 2
J
J
L
J
1
2
я
1



С у ( J1  J 2 )T2  2 
К от 
 J1

2
4 J1  J 2
11
Tму 
  2 
 1  2 
 T  ;



К омуС м 
J2
J1 J 2



 Су

9
 му
К от
J  J2

 1
К омуС м
J2

С у ( J1  J 2 )T2

9
 1  2 

J
J

1
2


С у ( J1  J 2 )T2  22 СеС мT2 С уT2 

13
 1  2 
2 


  T


J
J
L
J
J
1
2
я
1
1




передаточная функция внутреннего контура тока по каналу управления
принимает вид
14
T p  1
1
См J 2
4
.



U зт ( p) К от J1  J 2 222 T5 p 5  215 T4 p 4  29 T3 p 3  24 T2 p 2  T p  1
М у ( p)
(1)
Передаточная функция (1) идентична универсальной эталонной
передаточной функции пятого порядка, имеющей в числителе полином
первой степени. Поэтому контур тока отрабатывает управляющий сигнал с
минимально возможной ошибкой.
При выборе параметров РС и ФКС согласно следующим выражениям:
 рс  T ;  рс  25 
Кот ( J1  J 2 ) 2
2
7
; Т рс  Т 2 ;  с 
 T
32
КосСмT
2
19
передаточная функция контура скорости по каналу управления принимает
вид
2
T p  1
 2 ( p)
1
2



U зс ( p) К ос 227 T7 p 7  220 T6 p 6  214 T5 p5  29 T4 p 4 

25 T3 p3  22 T2 p 2  T p  1
.
(2)
Передаточная функция (2) идентична универсальной эталонной
передаточной функции седьмого порядка, имеющей в числителе полином
первой степени. Поэтому контур скорости отрабатывает управляющий
сигнал с минимально возможной ошибкой.
При выборе параметров РП и ФКП согласно следующим выражениям:
К рп 
1
2 К ос
;  п  T
2
К опT
передаточная функция контура положения по каналу управления принимает
вид
 2 ( p)
1
1

 28 8 8 21 7 7 15 6 6 10 5 5 6 4 4 
U зп ( p) Коп 2 T p  2 T p  2 T p  2 T p  2 T p 

23T3 p3  21T2 p 2  T p  1
.
(3)
Передаточная функция (3) идентична эталонной передаточной
функции восьмого порядка, имеющей в числителе полином нулевой
степени. Поэтому контур положения отрабатывает управляющий сигнал с
минимально возможной ошибкой.
20
За счет использования в трехкратноинтегрирующей САР положения
ИО ЭП с улучшенными характеристиками при УВ во внутренних контурах
универсальных
эталонных
передаточных
функций
увеличено
быстродействие контуров скорости в четыре раза и положения в восемь
раз.
Пятая глава посвящена экспериментальным исследованиям систем
автоматического управления позиционными ЭП.
Проведенные
позиционных
рациональными
ЭП
исследования
при
(сравнивались
перемещении
диаграммами
их
перемещения
ИО
и
показатели
в
работы
соответствии
с
разработанными
в
диссертационной работе) подтвердили эффективность оптимальных по
минимуму потерь электроэнергии диаграмм перемещения ИО ЭП.
Экспериментально подтверждено, что минимально возможные
потери электроэнергии при перемещении ИО ЭП достигаются при
выполнении условий: максимальное и минимальное значения тока якорной
цепи ЭД равны I max  2 
Mc
и I min  0 . Численный эксперимент показал,
Cм
что при выполнении этих условий ожидаемая экономия электроэнергии
при перемещении трамвая модели 71-619 на 250 м (среднее расстояние
между остановками) составит порядка 10 кДж.
21
Основные результаты проведенных исследований позиционных
программно-управляемых ЭП, оптимизированных по минимуму потерь
электроэнергии, заключаются в следующем.
Разработаны две оптимальные по минимуму потерь электроэнергии
диаграммы перемещения ИО ЭП с ИВ (без ограничения скорости и с
ограничением скорости) и две оптимальные по минимуму потерь
электроэнергии диаграммы перемещения ИОМ, упруго соединенных с ЭД,
(без ограничения скорости и с ограничением скорости). Для каждой
диаграммы
перемещения
ИО
ЭП
разработано
математическое
обеспечение.
На
базе
математического
обеспечения,
полученного
для
оптимальных по минимуму потерь электроэнергии диаграмм перемещения
ИО
ЭП,
разработаны
четыре
командоаппарата,
формирующие
предлагаемые диаграммы.
Синтезированы две трехкратноинтегрирующие САР положения ИО
ЭП с типовыми регуляторами (как с ИВ, так и УВ), внедрение которых не
требует
значительных
капитальных
затрат.
Синтезированы
две
трехкратноинтегрирующие САР положения ИО ЭП с улучшенными
характеристиками (как с ИВ, так и УВ). За счет использования при синтезе
трехкратноинтегрирующих САР положения ИО ЭП с улучшенными
характеристиками во внутренних контурах универсальных эталонных
передаточных функций увеличены в восемь раз быстродействия контуров
положения
22
сравнению
по
с
соответствующими
трехкратноинтегрирующими САР положения с типовыми регуляторами.
Экспериментально подтверждено, что предлагаемые позиционные
программно-управляемые ЭП являются энергосберегающими системами.
Результаты
работы
доступны
для
широкого
практического
применения, что является залогом эффективного решения задач по
снижению потерь электроэнергии при реконструкции действующих и
проектировании
управляемых
вновь
ЭП
создаваемых
металлорежущих
позиционных
станков,
программнопромышленных
манипуляторов, электрического транспорта, транспортных и подъемнотранспортных механизмов.
ПЕРЕЧЕНЬ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ
ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Научная статья, опубликованная в издании по списку ВАК
1. Добробаба Ю.П., Олейников А.А. Разработка оптимальных по
минимуму
потерь
исполнительного
электроэнергии
органа
механизма,
диаграмм
упруго
перемещения
соединенного
с
электродвигателем // Изв. вузов. Электромеханика.  2010.  №4. 
С. 2127.
Публикации в других изданиях
2.
Добробаба Ю.П.,
Литаш
Трехкратноинтегрирующая
система
Б.С.,
Олейников
автоматического
А.А.
регулирования
положения электропривода с типовыми регуляторами и идеальным
валопроводом // Изв. вузов. Пищевая технология.  2008.  №1.  С. 8486.
3.
Добробаба Ю.П.,
Трехкратноинтегрирующая
положения
23
Литаш
электропривода
система
с
Б.С.,
Олейников
автоматического
типовыми
А.А.
регулирования
регуляторами
и
упругим
валопроводом // Изв. вузов. Пищевая технология.  2008.  №5-6. 
С. 8891.
4. Олейников А.А., Добробаба Ю.П. Разработка оптимальных по
минимуму потерь электроэнергии позиционных электроприводов // Сб.
студенческих науч. работ, отмеченных наградами на конкурсах / Кубан.
гос. технол. ун-т. − Краснодар: Изд. ГОУ ВПО «КубГТУ». – Вып. 8, 2007.
− С. 60−61.
5. Олейников А.А., Добробаба Ю.П. Исследование оптимальной по
минимуму
потерь
электроэнергии
диаграммы
перемещения
электропривода с идеальным валопроводом без ограничения скорости и
учетом влияния индуктивности якорной цепи электродвигателя //
Межвузовский
сборник
научных
статей
(второй
выпуск)
«Машиностроение» / Кубан. гос. технол. ун-т. − Краснодар: Изд. ГОУ
ВПО «КубГТУ», 2008. − С. 81−85.
6. Олейников А.А., Добробаба Ю.П. Исследование оптимальной по
минимуму
потерь
электроэнергии
диаграммы
перемещения
электропривода с идеальным валопроводом при ограничении скорости и
учетом влияния индуктивности якорной цепи электродвигателя //
Межвузовский
сборник
научных
статей
(второй
выпуск)
«Машиностроение» / Кубан. гос. технол. ун-т. − Краснодар: Изд. ГОУ
ВПО «КубГТУ», 2008. − С. 85−90.
7. Олейников А.А., Добробаба Ю.П. Разработка эталонных
передаточных функций для систем автоматического регулирования
положения электроприводов с улучшенными характеристиками //
Межвузовский
сборник
научных
статей
(второй
выпуск)
«Машиностроение» / Кубан. гос. технол. ун-т. − Краснодар: Изд. ГОУ
ВПО «КубГТУ», 2008. − С. 90−93.
8. Добробаба Ю.П., Олейников А.А. Разработка оптимальной по
минимуму
потерь
электроэнергии
диаграммы
перемещения
24
электропривода с упругим валопроводом без ограничения скорости и
учетом влияния индуктивности якорной цепи электродвигателя // Сборник
научных статей «Электроэнергетические комплексы и системы» / Кубан.
гос. технол. ун-т. − Краснодар: Изд. ГОУ ВПО «КубГТУ», 2009. − С.
66−76.
9. Добробаба Ю.П., Олейников А.А. Разработка оптимальной по
минимуму
потерь
электроэнергии
диаграммы
перемещения
электропривода с упругим валопроводом при ограничении скорости и
учетом влияния индуктивности якорной цепи электродвигателя // Сборник
научных статей «Электроэнергетические комплексы и системы» / Кубан.
гос. технол. ун-т. − Краснодар: Изд. ГОУ ВПО «КубГТУ», 2009. − С.
77−85.
10. Добробаба Ю.П., Коноплин В.И., Олейников А.А. Разработка
оптимальной по быстродействию четвертого вида диаграммы
перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничении
по напряжению // Мат-лы междун. науч.-практич. конференции
«Электроэнергетические комплексы и системы» / Кубан. гос. технол. ун-т.
− Краснодар: Изд. ГОУ ВПО «КубГТУ», 2006. − С. 58−61.
11. Олейников А.А., Добробаба Ю.В. Разработка оптимальных по
минимуму
потерь
электроэнергии
диаграмм
перемещения
электроприводов с идеальными валопроводами и учетом влияния
индуктивностей якорных цепей электродвигателей // Мат-лы VIII
региональной науч.-практич. конференции молодых ученых «Научное
обеспечение агропромышленного комплекса» / Кубан. гос. аграр. ун-т. −
Краснодар: Изд. ФГОУ ВПО «КубГАУ», 2006. − С. 325−327.
12. Олейников А.А., Добробаба Ю.В. Анализ типовой оптимальной
по
минимуму
потерь
электроэнергии
диаграммы
перемещения
электропривода с идеальным валопроводом без ограничения по скорости //
Мат-лы междун. науч.-практич. конференции «Электроэнергетические
комплексы и системы» / Кубан. гос. технол. ун-т. − Краснодар: Изд. ГОУ
ВПО «КубГТУ», 2007. − С. 62−65.
25
13. Олейников А.А., Добробаба Ю.В. Анализ типовой оптимальной
по
минимуму
потерь
электроэнергии
диаграммы
перемещения
электропривода с идеальным валопроводом при ограничении по скорости
// Мат-лы междун. науч.-практич. конференции «Электроэнергетические
комплексы и системы» / Кубан. гос. технол. ун-т. − Краснодар: Изд. ГОУ
ВПО «КубГТУ», 2007. − С. 66−68.
14. Олейников А.А. Анализ влияния индуктивности якорной цепи
двигателя на динамику электропривода при
его перемещении
в
соответствии с типовой оптимальной по минимуму потерь электроэнергии
диаграммой
//
Мат-лы
междун.
науч.-практич.
конференции
«Электроэнергетические комплексы и системы» / Кубан. гос. технол. ун-т.
− Краснодар: Изд. ГОУ ВПО «КубГТУ», 2007. − С. 69−76.
15. Добробаба Ю.П., Олейников А.А., Добробаба Ю.В. Разработка
оптимальной
по
минимуму
потерь
электроэнергии
диаграммы
перемещения электропривода с идеальным валопроводом без ограничения
скорости и учетом влияния индуктивности якорной цепи электродвигателя
// Мат-лы междун. науч.-практич. конференции «Электроэнергетические
комплексы и системы» / Кубан. гос. технол. ун-т. − Краснодар: Изд. ГОУ
ВПО «КубГТУ», 2007. − С. 77−81.
16. Добробаба Ю.П., Олейников А.А., Добробаба Ю.В. Разработка
оптимальной
по
минимуму
потерь
электроэнергии
диаграммы
перемещения электропривода с идеальным валопроводом при ограничении
скорости и учетом влияния индуктивности якорной цепи электродвигателя
// Мат-лы междун. науч.-практич. конференции «Электроэнергетические
комплексы и системы» / Кубан. гос. технол. ун-т. − Краснодар: Изд. ГОУ
ВПО «КубГТУ», 2007. − С. 82−85.
17.
Олейников
А.А.
Энергосберегающий
позиционный
электропривод // Мат-лы II междун. науч. конференции «Технические и
технологические системы» / КВВАУЛ. − Краснодар: Изд. КВВАУЛ 2010.
− С. 150−153.
18. Пат. на изобретение №2412525 РФ, МПК Н 02 Р 7/14 (2006.01).
Программно-управляемый электропривод с идеальным валопроводом /
26
Добробаба Ю.П., Олейников А.А.; заявитель и патентообладатель Кубан.
гос. технол. ун-т. – № 2010100002/07; заявл. 11.01.10; опубл. 20.02.2011,
Бюл. №5.
19. Решение о выдаче пат. на изобретение РФ по заявке
№ 2010113241/07(018611) от 05.04.2010 г., МПК Н 02 Р 7/14 (2006.01).
Программно-управляемый
позиционный
электропривод
с
упругим
валопроводом / Добробаба Ю.П., Олейников А.А.; заявитель Кубан. гос.
технол. ун-т.
20. Пат. на полезную модель №82387 РФ, МПК Н 02 Р 7/14
(2006.01). Устройство для получения в электроприводе при ограничении
скорости оптимальных по минимуму потерь электроэнергии / Добробаба
Ю.П., Олейников А.А.; заявитель и патентообладатель Кубан. гос. технол.
ун-т. – № 2008117624/22; заявл. 04.05.08; опубл. 27.08.2009, Бюл. №24.
21. Пат. на полезную модель №82502 РФ, МПК Н 02 Р 7/14
(2006.01). Устройство для получения в электроприводе без ограничения
скорости оптимальных по минимуму потерь электроэнергии / Добробаба
Ю.П., Олейников А.А.; заявитель и патентообладатель Кубан. гос. технол.
ун-т. – № 2008117622/22; заявл. 04.05.08; опубл. 27.04.2009, Бюл. №12.
Подписано в печать 17.05.2011 г. Объем 1,5 печ. л. Зак. 1207. Тираж 100 экз.
Типография КубГТУ. 350058, Краснодар, Старокубанская, 88/4.
Download