Анотація до роботи:

Лашко Ю.В. Захист асинхронних двигунів електроприводів від аварійних режимівна основі показників якості перетворення енергії. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.09.03 – електротехнічні комплекси та системи. – Національний технічний університет „Харківський політехнічний інститут” – Харків - 2006.

Дисертація присвячена підвищенню ефективності систем захисту асинхронних двигунів електроприводів шляхом розробки нових методів і алгоритмів, що реалізують функції захисту на основі застосування показників якості перетворення енергії і забезпечують роботу системи за принципом запобігання.

Проведено комп’ютерні та експериментальні дослідження процесів якості перетворення енергії АД для випадків: (не)якісного електропостачання при (не)якісному технічному стані двигуна, в результаті яких доведено, що підвищення ефективності систем захисту здійснюється застосуванням показників якості перетворення енергії в АД, як інформативних ознак зміни його режиму роботи і, мають властивість щодо опосередкованого врахування поточного реального технічного стану двигуна. Розроблено метод контролю зміни поточного режиму роботи АД, який ґрунтується на застосуванні уведеної характеристики режиму роботи АД, що обчислюється за відношенням потужностей вейвлет-коефіцієнтів, отриманих за ліфтинг-схемою, застосованої до дискретних значень миттєвої потужності. У роботі виконано обґрунтування та розроблено метод змінювання вставки спрацювання за струмом, модифікацію методів визначення і прогнозування теплового стану двигуна, спосіб контролю закінчення пускового режиму. Запропоновані апаратно-програмні рішення для забезпечення конвеєрної обробки даних за схемою “отримання-передача-обробка інформації” з організацією функцій захисту на рівні задач із паралельним виконанням їх компонент при математичній обробці даних.

Коректність і працездатність розроблених методів і алгоритмів підтверджена лабораторними експериментами.

Дисертаційна робота присвячена рішенню науково-практичної задачі підвищення ефективності систем захисту для забезпечення надійної експлуатації електропривода з АД шляхом визначення аварійно небезпечних і аварійних режимів його роботи.

У результати проведених досліджень зроблені наступні висновки:

1. Проаналізовано причини аварійного виходу з ладу АД, методи та засоби їх захисту і підходи, що покладено в основу їх побудови. Встановлено, що на даний час актуальними і перспективними є створення і розробка нових методів і засобів захисту електропривода з АД при зміні параметрів і характеристик двигуна для забезпечення надійної та ефективної експлуатації.

2. Доведено доцільність застосування показників якості перетворення енергії як інформативних ознак потенційно аварійно небезпечних режимів роботи АД з метою підвищення ефективності систем захисту електропривода з АД. Шляхом математичного моделювання для режимів: неякісне електропостачання та якісний технічний стан двигуна, якісне електропостачання та неякісний технічний стан двигуна і неякісне електропостачання та неякісний технічний стан двигуна, встановлено, що показники якості перетворення енергії характеризують енергопроцеси в АД і опосередковано враховують можливу зміну поточного технічного стану двигуна.

3. Розроблений метод контролю поточного режиму АД оснований на застосуванні характеристики режиму, яка має інформативну ознаку, достатню для визначення потенційно аварійного режиму АД. Розрахунок характеристики режиму потребує визначення відношення флуктуаційних коефіцієнтів, отриманих за ліфтинг-схемою вейвлет-перетворення, до дискретного сигналу миттєвої потужності на суміжних інтервалах.

4. Розроблено метод контролю закінчення пускового режиму АД на основі використання запропонованої характеристики режиму. Встановлено, що наприкінці пуску АД характеристика режиму має характерний „провал”, що прийнятий за ознаку закінчення пускового режиму.

5. Обґрунтована можливість реалізації захисту АД електроприводів за принципом запобігання. Розроблений спосіб змінювання вставки спрацювання за струмом, який ґрунтується на використанні поточного максимального значення показника нерівномірності завантаження струмом фазних обмоток статора, який на відміну від загальноприйнятих захистів за струмом, дозволяє “враховувати” потенційно аварійні режими АД і здійснити запобіжне його вимикання.

6. На відміну від відомих, запропоновані методи основані на використанні енергетичного показника нерівномірності завантаження фаз струмом у рівнянні нагріву АД для реалізації функції захисту від перегріву, а для прогнозу – у рівняннях холодного та гарячого стану. Це дозволяє у будь-якому усталеному режимі роботи АД визначати не тільки температуру обмоток, а і прогнозувати час, через який вона набуде граничних значень.

7. Розширення функціональних можливостей і підвищення ефективності системи захисту здійснюється за умови застосування показників якості перетворення енергії з виконанням функцій аналізу поточного режиму роботи АД на основі логічних ознак режимів роботи двигуна, вирішальних правил і використання апарату прийняття рішення.

8. Організація функцій захисту за запропонованим принципом апаратно-програмної побудови запропонованої системи захисту забезпечується конвеєрною обробкою даних за циклічною схемою “отримання-передача-обробка”.

9. Експериментальні дослідження алгоритмічного і програмного забезпечення систем захисту АД електроприводів на лабораторному дослідному комплексі довели коректність та адекватність запропонованих методів та їх використання для промислових підприємств.

10. Результати досліджень прийняті для впровадження у проект системи захисту АД в ВАТ «Електрозахист» (м. Харків). Теоретичні результати роботи та розроблене програмне забезпечення використовуються в навчальному процесі кафедри систем автоматичного управління та електропривода КДПУ.

Публікації автора:

(Основні)

1. Лашко Ю.В., Черный А.П. К вопросу создания интеллектуальных защит асинхронных двигателей // Проблемы создания новых машин и технологий. - Кременчуг: КГПИ. - 2000. - Вып. 1/(8). – С. 132-133.

Здобувачем проведено аналіз можливих шляхів підвищення ефективності захисту АД електроприводів.

2. Лашко Ю.В., Черный А.П. Статистическая модель асинхронного двигателя в структуре модуля интеллектуальной защиты // Проблемы создания новых машин и технологий. - Кременчуг: КГПУ. - 2000. - Вып. 2/(9). – С. 324-326.

Здобувачем створено статичну модель і розроблено її програмну реалізацію.

3. Лашко Ю.В., Черный А.П. Концепция построения интеллектуальных защит асинхронных двигателей // Проблемы создания новых машин и технологий. - Кременчуг: КГПУ. - 2001. - Вып. 1/(10). – С. 221-225.

Здобувачем зроблений аналіз, формулювання математичної постановки задач щодо побудови захисту асинхронних двигунів.

4. Лашко Ю.В., Черный А.П Учет насыщения магнитной цепи асинхронного двигателя в его математической модели // Проблемы создания новых машин и технологий. - Кременчуг: КГПУ. - 2001. - Вип. 2(11). – С. 159-162.

Здобувачем отримано розрахункові формули для врахування насичення магнітного ланцюга у математичній моделі асинхронного двигуна, та виконано програмну реалізацію і дослідження отриманої моделі.

5. Волощенко А.В, Родькин Д.И., Черный А.П., Лашко Ю.В. Принципы построения систем определения скорости асинхронного электропривода // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. - Кременчук: КДПУ. – 2001. - Вип. 2(11). – С. 144-145.

Здобувачем виконано програмну реалізацію та дослідження способу визначення швидкості асинхронного електропривода.

6. Черный А.П., Волощенко О.М., Гладырь А.И., Головко О.С. Лашко Ю.В., Модифицированный метод определения момента асинхронного двигателя по экспериментальным данным // Вісник Національного Технічного університету, “Харківський політехнічний інститут”. – Харків: НТУ „ХПІ”. – 2001. - Вип. 10. - С. 127-132.

Здобувачу належить математична модель АД з урахуванням зміни параметрів статорних і роторних кіл.

7. Лашко Ю.В. Экспериментальное определение индуктивности контура намагничивания цепи асинхронного двигателя // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. - Кременчук: КДПУ. – 2002. - Вип. 1(12). - С. – 345-347.

8. Лашко Ю.В., Черный А.П. Имитатор модуля интеллектуальной защиты асинхронных двигателей // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. - Кременчук: КДПУ. - 2003. Вип. 1(18). – С.182-185.

Здобувачу належить розробка математичного, програмного забезпечення імітатора захисту, та здійснення його тестування.

9. Лашко Ю.В., Черный А.П. Критерии принятия решения в интеллектуальных защитах асинхронных двигателей // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. – Кременчук: КДПУ. - 2003. - Вип. 2(19), Т1. – С.34-39.

Здобувачу належить визначення критеріїв прийняття рішення в системі захисту.

10. Лашко Ю.В., Чорний О.П., Сидоренко В.М. Інтелектуальний захист електродвигунів з урахуванням критеріїв якості перетворення енергії // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Електротехніка і енергетика. - Донецьк: ДонНТУ. - 2003. - Вип. 67. – С. 113-115.

Здобувачем розроблено структури системи захисту зі застосуванням функцій захисту інтелектуального характеру.

11. Лашко Ю.В., Чорний О.П. Вейвлет-аналіз в задачах контролю режимів роботи асинхронного двигуна та його захисту // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. – Кременчук: КДПУ. - 2004. - Вип. 2(25). – С. 161-164.

Здобувачем проаналізовано можливості застосування апарату вейвлет-перетворення у задачах контролю режимів роботи АД, розроблено спосіб контролю на основі уведеного виразу характеристики режиму, проведено дослідження.

12. Лашко Ю.В., Чорний О.П., Донченко О.А. Інтелектуальний пристрій захисту асинхронних двигунів // Наукові праці Кіровоградського національного технічного університету. – Кіровоград: КНТУ, 2004. - Вип.15. – С. 34-40.

Здобувачу належить розробка функціональної структури системи захисту та структури її програмного забезпечення.

13. Лашко Ю.В., Чорний О.П. Система захисту асинхронних двигунів з регульованою уставкою відключення // Електротехніка і електромеханіка. – 2005.- №5. – С. 35-39.

Здобувачем розроблено спосіб захисту з регульованою вставкою спрацювання за струмом.

14. Лашко Ю.В., Черный А.П. Системы “интеллектуальной” защиты электроприводов: понятие, определение и принципы функционирования // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. – Кременчук: КДПУ. - 2005. - Вип. 2(31). – С.37-39.

Здобувачем сформульовані принципи побудови ”інтелектуального” захисту електроприводів.

15. Лашко Ю.В., Грабовський М.С., Мастєровий В.Я. Визначення і прогнозування теплового стану обмоток асинхронного двигуна // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. – Кременчук: КДПУ. - 2005. - Вип. 3(32). – С.160-163.

Здобувачу належить розробка модифікованої моделі визначення теплового стану обмоток АД, алгоритму прогнозування та проведення досліджень.

16. Лашко Ю.В., Чорний О.П. Контроль пускового режиму асинхронних двигунів на основі показників якості перетворення енергії // Вісник Національного технічного університету, “Харківський політехнічний інститут”. – Харків: НТУ „ХПІ”. – 2005. - Вип. 45. - С. 324-327.

Здобувачем розроблений спосіб контролю закінчення пускового режиму АД та проведені експериментальні дослідження.

17. Пат. 69523А Україна, 7 H02P5/04. Пристрій захисту асинхронного двигуна / Родькін Д.Й., Черный А.П., Живора В.Ф., Лашко Ю.В., Сидоренко В.М. - № 2003042859; Заявл. 02.04.2003; Опубл. 22.05.2003; Бюл. № 9. – 16 с.

Здобувачу належить розробка функціональної схеми пристрою, алгоритму та програмного забезпечення.

18. Пат. 71353А Україна, 7 H02P5/04. Пристрій захисту асинхронного двигуна / Родькін Д.Й., Черный А.П., Живора В.Ф., Лашко Ю.В., Сидоренко В.М. - № 20031212262; Заявл. 24.12.2003; Опубл. 15.11.2004 Бюл. № 11. – 16 с.

Здобувачу належить розробка функціональної схеми блоку зміни вставки спрацювання.