Создание и исследование электротехнических систем с управляемыми выпрямителями для машиностроения и нефтедобычи

• Автор: Иванов, Александр Григорьевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 68 с. : ил.; 20х15 см

Актуальность работы. Последние 30 лет характеризуются бурным внедрением силовой полупроводниковой техники и микроэлектроники, что позволило создать экономичные высоконадежные системы автоматического регулирования с управляемыми выпрямителями (УВ) Общеизвестные достоинства УВ такие, как высокий к. п. д., надежность, экономичность, электронизация управления с возможностью сопряжения с системами любого иерархического уровня предопределили их широкое распространение в машиностроении, нефтедобыче и др. областях промышленности.
Содержание защищаемой автором диссертации составляют результаты его многочисленных разработок и научных исследований электротехнических систем с УВ в двух направлениях:
- в области создания тиристорных электроприводов постоянного тока (ЭП) для машиностроения (станки с ЧПУ, промышленные роботы, кузнечно-прессовое оборудование и др.); ‘ "
- в области создания автоматизированных электротехнических комплексов для электронагрева и депарафннизации нефтескважин (УЭНДС).
В представленной работе приводятся результаты практической реализации разработанных и внедренных в промышленное производство под руководством и при непосредственном участии автора наиболее массовых серий ЭП и промышленных партий комплексов УЭНДС, а также результата! теоретических исследований по актуальным вопросам; возникающим в процессесоздания указанных электротехнических систем.
Актуальность выполненной автором работы определяется требованиями научно-технического прогресса в области создания систем со статическим преобразователями для машиностроения И нефтедобычи У : ' т :
Разработки унифиц. рованных ЭП для станкостроения выполнялись на основании координационных планов ГКНТ, постановлений правительства СССР, координационных планов по стандартизации Госстаидарта, а также планов международного сотрудничества по линии “Интерэлектро” в рамках рабочей группы № 9 бывших стран СЭВ в 1972-1990 гг Результаты работ докладывались на конференциях по преобразовательной технике и электроприводу как в стране так и за рубежом.
В последние годы новые разработки проводятся автором по прямым договорам с заводам и-изготовителями ЭП и станков. Работы в области автоматизированных электротехнических комплексов для нефтедобычи на базе УВ проводятся по договорам с АО "Татнефть” (Татарстан). Они докладывались и рекомендовались как перспективное направление на Международном симпозиуме по энергосберегающим технологиям в нефтедобыче (г. Санкт-Петербург, 1996 г.); Международном конгрессе по новым технологиям (г. Казань, 1998 г.) и др
Работа выполнена автором во ВНИИР в содружестве с другими НИИ, КБ и предприятиями электротехнической промышленности. При выполнении работы автор опирался на труды ведущих отечественных и зарубежных ученых в области систем автоматического управления (САУ), преобразовательной техники, Электропривода,
отрицательной обратной связи по току » сигнале и,{р-) уменьшается. А при її« К а
возможно Р.,Ь >. К2ЬЯ, что приводит к изменению характера гибкой связи по току: она вместе! отрицательной может превратится ь по лож кте л ь кую Это имеет место также в случае, если в качестве плеча тахометрического моста использовать обычный однообмоточный СР. индуктивность которого 1> по сравнению с величиной Ь довольно
велика Заметим, что сигнал эдс возможно получить, кроме тахометрического моста, также при помощи сигналов по напряжению и току-двигателя (рис 4.5, а).
Ппеаложенные автором совместно с Чернышевым А С [44] идеи по расширению функциональных возможностей' СР в ЭП были технически реализованы в сериях однофазных приводов ЭТ1, ЭПУ2-1 и тиристорных устройств 5 УЗ 505 и БТО Указанные ЭП и устройства отличаются простотой, массовостью и низкой стоимостью
4.4. Оптит з.гция тиристорного ЭП с обратной связью по эдс.
В тиристорном ЭП широкое распространение полуют» системы с обратной связью по эде двигателя (рис 4 .4) Преимуществом таких систем является отсутствие тахогенератора.
К данному классу откосятся две группы ЭП: . с тахометрическим мостом,
с отрицательной обратной связью по напряжению и пешожитепьной связью по току (Л-компенсация)
Наиболее массовое применение указанные ЭП нашли в сериях ЭТ1, БУ3509, БУ3609,
Каспарзкака М. Г . Гранитова Г. И., Позднякова О.К , Нас и були ка Х.А. и др.
Автором определена оптимальная структура ЗП с обратной связью по зде и проведен
многофункциональном использовании СР. В качестве оптимальной принята структура, описываемая дифференциальным уравнением не выше третьего порядка. В этом случае ЭП с обратной связью по эдс по динамическим характеристикам подобен ЭП с обратной связью по скорости двигателя.
4.4.1. ЭП на базе тахометрического моста
Как показано в [ 19} и разделе 4 3- при статической балансировке тахометрического моста зависимость (4.33) является общей для ТМ, выполненного как на основе резисторов, так и на базе двухобмоточного СР. В случае полностью сбалансированного тачомоста (по статической н динамической составляющим), что например, может бьпъ выполнено включением конденсатора Се параллельно резистору (рис. 4,4, б) [19], имеем
ЭТУ. ГГГОР. ЭПУЦЭПУШ, ЭПУ2, БТО
Большое значение ь исследовании ЭП с обратной связью по эдс имеют работы
анализ динамики с учетом специфических свойств УВ,. в том числе при

(4.36)
Условия полного баланса тахомоста:
И|г] т 222я
(4.37)