<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Vestnik of Don State Technical University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Vestnik of Don State Technical University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Донского государственного технического университета</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">1992-5980</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">990</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/2024</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Технические науки</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Technical sciences</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Технические науки</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">On minimal induction of thyristor drive smoothing throttle under converter edge operating conditions</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>О минимальной индуктивности сглаживающего дросселя тиристорного электропривода в граничном режиме работы преобразователя</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Карнаухов</surname>
       <given-names>Николай Фёдорович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Karnaukhov</surname>
       <given-names>Nikolay Фёдорович</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Мартынов</surname>
       <given-names>Владимир Васильевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Martynov</surname>
       <given-names>Vladimir Vasilievich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>v_martynov@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Статовой</surname>
       <given-names>Дмитрий Александрович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Statovoy</surname>
       <given-names>Dmitriy Александрович</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>dr-monro@mail.ru</email>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Yuri Gagarin State Technical University of Saratov</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2013-12-18T00:00:00+04:00">
    <day>18</day>
    <month>12</month>
    <year>2013</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2013-12-18T00:00:00+04:00">
    <day>18</day>
    <month>12</month>
    <year>2013</year>
   </pub-date>
   <volume>13</volume>
   <issue>7</issue>
   <fpage>88</fpage>
   <lpage>96</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://naukaru.ru/en/nauka/article/990/view">https://naukaru.ru/en/nauka/article/990/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Исследованы режимы работы сглаживающего дросселя в цепи двигателя постоянного тока (ДПТ) тиристорного электропривода. Приведены основные математические и графические зависимости изменения индуктивности Lc сглаживающего дросселя от угла управления и числа фаз тиристорного преобразователя (ТП). Рассмотрена ситуация малой скорости перемещения исполнительного механизма (ИМ) технологической машины (ТМ) и уменьшения зоны прерывистого тока (ЗПТ) якоря. Показано, что в этом случае для увеличения жёсткости механической характеристики ДПТ минимальное значение индуктивности сглаживающего дросселя (Lc) целесообразно определять при граничном угле управления агр, равном 50—60 эл. град. В этом случае состояние магнитопровода дросселя определяется ветвями частного предельного несимметричного гистере-зисного цикла, характеризующего электромагнитные процессы в магнитопроводе под воздействием однопо-лярных импульсов тока. Эффективность использования сердечника дросселя при этом определяется приращением индукции, т. е. разностью уровней остаточной индукции В(0) и индукции насыщения материала магнитопровода. Введение воздушного зазора (б) стабилизирует эквивалентную магнитную проницаемость сердечника. Её могут нарушить нагрев магнитопровода сглаживающего дросселя током якоря, температурные колебания окружающей среды и условия эксплуатации тиристорного электропривода. В случае минимальной индуктивности Lc сглаживающего дросселя (для граничного угла агр) снижается влияние факторов дестабилизации эквивалентной магнитной проницаемости сердечника (при наличии воздушного зазора б), исключаются ЗПТ. Это позволяет уменьшить электрические потери в силовом контуре системы ТП — ДПТ, а также формировать необходимую жёсткость механических характеристик ДПТ и равномерность движения ИМ ТМ в зонах малой частоты вращения якоря.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The smoothing throttle operations in the DC-motor circuit of a thyristor drive are studied. The main mathematical and graphic dependences of the smoothing throttle Lc inductance modification on the control angle, and on the number of the thyristor converter (TC) phases are given. The situation of the technological machine (TM) executing mechanism (EM) low conveying speed and of the armature pulsating current zone (PCZ) reduction is considered. In this case, it is reasonable to determine the minimal induction value of the smoothing throttle (Lc) at the boundary control angle aboun equal to 50—60 electric degrees for the increase in the mechanical characteristic rigidity of the DC motor. Then, the throttle magnetic conductor condition is defined by the branches of the specific limit asymmetric hysteresis cycle characterizing the electromagnetic processes in the magnetic conductor under the influence of the unipolar current pulses. Thus, the efficiency of the throttle core usage is defined through the incremental induction, i.e. through the difference in the residual induction B(0) levels, and the magnetic conductor material saturation induction. The airgap injection (δ) stabilizes the core equivalent magnetic capacity which can be broken by heating the throttle magnetic conductor with the armature current, by the environmental temperature fluctuations, and by the operation conditions of the thyristor drive. At the minimum inductance Lc of a smoothing throttle (for a boundary angle aboun), effects of the stabilizing factors of the core equivalent magnetic capacity (with airgap δ) decrease, PCZ is excluded. This permits to reduce electric losses in the power contour of the TC — DC-motor system, and also to form the required rigidity of the DC-motor mechanical characteristics, and the TM EM movement steadiness in the anchor low rotation frequency zones.&#13;
</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>тиристорный электропривод</kwd>
    <kwd>сглаживающий дроссель</kwd>
    <kwd>угол управления</kwd>
    <kwd>непрерывный ток</kwd>
    <kwd>снижение потерь</kwd>
    <kwd>коэффициент пульсаций.</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>thyristor drive</kwd>
    <kwd>smoothing throttle</kwd>
    <kwd>control angle</kwd>
    <kwd>continuous current</kwd>
    <kwd>reduction of losses</kwd>
    <kwd>pulsation coefficient.</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Введение. Различные принципы преобразования электрической энергии находят применение в электромеханических системах (ЭМС) широкого назначения, в частности в структурах автоматизированного электропривода (АЭП) технологических машин (ТМ): промышленных роботов (ПР), металлорежущих станков и обрабатывающих модулей [1]. Важнейшее отличие управляемого АЭП — обеспечение программируемых технологических режимов работы ТМ, выполнимость требований к позиционированию исполнительного механизма (ИМ), включая и малые скорости его перемещения [2]. Традиционно тиристорный АЭП постоянного тока применяют в ТМ, где предусмотрено регулирование частоты вращения (перемещения ИМ), рабочего органа (РО) в широком диапазоне и с высоким быстродействием (при повышенной точности и равномерности его перемещения).Известно [3, 4, 5], что использование дополнительной индуктивности (сглаживающего дросселя Lc) в цепи двигателя постоянного тока (ДПТ) при питании от тиристорного (ТП) (или широтно-импульсного преобразователя (ШИП)) уменьшает зону прерывистых токов (ЗПТ) якоря, повышает линейность механических характеристик ДПТ, увеличивает диапазон регулирования скорости, способствует улучшению технических и энергетических показателей АЭП. Известно, что при малой индуктивности цепи якоря ДПТ и прерывистом токе создаётся неблагоприятный режим работы ДПТ, сопровождаемый дополнительными потерями электроэнергии, ухудшением коммутационных процессов в коллекторной цепи машины постоянного тока (МПТ) из-за превышения мак-</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лукинов, А. П. Проектирование мехатронных и робототехнических устройств : учеб. пособие / А. П. Лукинов. - Санкт-Петербург: Лань, 2012. - 608 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lukinov, А. P. Proyektirovaniye mekhatronnykh i robototekhnicheskikh ustroystv : ucheb. Posobiye. [Mechatronic and robotic devices design : manual.] Sankt-Peterburg : Lan, 2012, 608 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Карнаухов, Н. Ф. Электромеханические и мехатронные системы / Н. Ф. Карнаухов. - Ростов-на-Дону : Феникс, 2006. - 320 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Karnaukhov, N. F. Elektromekhanicheskiye i mekhatronnyye sistemy. [Electromechanical and mechatronic systems.] Rostov-na-Donu : Feniks, 2006, 320 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Перельмутер, В. М. Системы управления тиристорными электроприводами постоянного тока / В. М. Перельмутер, В. А. Сидоренко. - Москва : Энергоатомиздат, 1988. - 304 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Perelmuter, V. M., Sidorenko, V. A. Sistemy upravleniya tiristornymi elektroprivodami posto-yannogo toka. [DC thyristor drive control systems.] Moscow : Energoatomizdat, 1988, 304 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Булгаков, А. А. Новая теория управляемых выпрямителей / А. А. Булгаков. - Москва : Наука, 1970. - 320 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bulgakov, A. A. Novaya teoriya upravlyaemykh vypryamiteley. [A new theory of controlled rectifiers.] Moscow : Nauka, 1970, 320 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Карнаухов, Н. Ф. О возможностях программного управления режимом динамического торможения двигателя постоянного тока при позиционировании промышленного робота / Н. Ф. Карнаухов, М. Н. Филимонов, А. В. Бондаренко // Информационное обеспечение и управление в мехатронных производственных системах : межвуз. сб. науч. ст. - Ростов-на-Дону, 1998. - С. 74-82.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Karnaukhov, N. F, Filimonov, M. N., Bondarenko, A. V. О vozmozhnostyakh programmnogo upravleniya rezhimom dinamicheskogo tormozheniya dvigatelya postoyannogo toka pri pozitsionirovanii promyshlennogo robota. [On programmable controllability of DC motor regeneration under industrial robot positioning.] Informatsionnoye obespecheniye i upravleniye v mekhatronnykh proizvodstvennykh sistemakh : mezhvuz. cb. nauch. st. [Data support and control in mechatronic production systems: in-teruniversity coll. sci. papers.] Rostov-na-Donu, 1998, pp. 74-82 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Вдовин, С. С. Проектирование импульсных трансформаторов / С. С. Вдовин. - Ленинград : Энергоатом издат, 1991. - 148 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vdovin, S. S. Proyektirovaniye impulsnykh transformatorov. [Pulse trans-former design.] Leningrad : Energoatomizdat, 1991,148 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Схема питания электропривода со сглаживающим дросселем в цепи постоянного тока : патент 2224350 Рос. Федерация : Н02М1/14, Н02Р5/16, Н02Р7/29, B60L15/08 / Н. Ф. Карнаухов, Р. С. Мироненко, М. Н. Филимонов. - Заявл. 10.09.2003 ; опубл. 20.02.2004.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Karnaukhov, N. F, Mironenko, R. S., Filimonov, M. N. Skhema pitaniya elektroprivoda so sgla-zhivayushchim drosselem v tsepi postoyannogo toka : patent 2224350 Ros. Federaciya : H02M1/14, H02P5/16, H02P7/29, B60L15/08 /. [Feed circuit of smoothing-inductor electric driver in DC network.] Patent RF, no. 2224350, 2004 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Тиристорные регулируемые электроприводы постоянного тока / Н. Н. Алексеева [и др.]. - Москва : Энергия, 1970. - 134 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Alexeyeva, N. N., et al. Tiristornyye reguliruyemyye elektroprivody postoyannogo toka. [DC controlled thyristor drives.] Moscow : Energiya, 1970,134 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сидоров, И. Н. Индуктивные элементы радиоэлектронной аппаратуры : справочник / И. Н. Сидоров, М. Ф. Биннатов, Л. Г. Шведова. - Москва : Радио и связь, 1992. - 228 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sidorov, I. N., Binnatov, M. F, Shvedova, L. G. Induktivnyye elementy radioelektronnoy appa-ratury : spravochnik. [Electronics inductive elements : reference guide.] Moscow : Radio i svyaz, 1992, 228 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Поздняков, О. И. Электропривод промышленных роботов : учеб. пособие / О. И. Поздняков. - Москва : Изд-во МПИ, 1990. - 116 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pozdnyakov, O. I. Elektroprivod promyshlennykh robotov : ucheb. posobiye. [Electric drive of industrial robots : manual.] Moscow : Izdatelstvo MPI, 1990,116 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ерофеев, А. А. Теория автоматического управления : учебник для вузов/ А. А. Ерофеев. - 2-е изд., перераб. и доп. - Санкт-Петербург: Политехника, 2001. - 302 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Yerofeyev, A. A. Teoriya avtomaticheskogo upravleniya : uchebnik dlya vuzov. [Automatic control theory : college textbook.] 2nd revised and enlarged ed. Sankt-Peterburg : Politekhnika, 2001, 302 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Карнаухов, Н. Ф. Проблемы электромагнитной совместимости применения преобразовательных устройств / Н. Ф. Карнаухов, А. А. Линьков, А. Ю. Ястребов // Управление. Конкурентоспособность. Автоматизация : сб. науч. тр. - Ростов-на-Дону : Изд-во ИУИ АП, 2004. - Вып. 3. - С. 8-12.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Karnaukhov, N. R, Linkov, A. A., Yastrebov, A. Y. Problemy elektromagnitnoy sovmestimosti primeneniya preobrazovatelnykh ustroystv. [Problems of electromagnetic compatibility of converter installations usage.] Upravleniye. Konkurentosposobnost. Avtomatizatsiya : sb. nauch. tr. [Management. Competitiveness. Automation : coll. sci. papers.] Rostov-na-Donu : Izdatelstvo IUI AP, 2004, iss. 3, pp. 8-12 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
