Отзыв оппонента 2 (Применение двухмассовой тепловой модели для организации защиты в частотно-регулируемом асинхронном электроприводе)

ОТЗЫВ ОФИЦИАЛЬНОГО ОППОНЕНТА кандидата технических наук, доцента, доцента кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок» ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» Метелькова Владимира Павловича на диссертационную работу Федоровой Ксении Георгиевны на тему: «Применение двухмассовой тепловой модели для организации защиты в частотно-регулируемом асинхронном электроприводе», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.03 — Электротехнические комплексы и системы 1.

Актуальность темы диссертации Диссертационная работа К.Г. Федоровой посвящена решению задачи создания методики оценки теплового состояния электродвигателя в системе частотного регулирования для организации алгоритма его защиты на основе двух- и трехмассовых тепловых моделей, включая методику экспериментального определения параметров тепловой модели и проверку адекватности предложенных моделей и методов.

Актуальность избранной темы исследования обусловлена рядом следующих факторов: 1. В настоящее время значительная часть вводимых в эксплуатацию электроприводов с асинхронным электродвигателем являются частотно- регулируемыми. 2.

Проблема тепловой защиты для частотно-регулируемых электроприводов не может быть удовлетворительно решена путем использования времятоковых реле. Альтернативой является программная оценка теплового состояния электродвигателя, которая встраивается непосредственно в систему управления преобразователя частоты. 3. В известных отечественных решениях по организации тепловой защиты, реализуемой в преобразователях частоты, используются подходы, основанные на одномассовой тепловой модели, что не обеспечивает достаточную точность воспроизведения тепловых процессов. 4. Развитие вычислительных возможностей микроконтроллеров систем управления электроприводов позволяет выполнить расчет нагрева частей электродвигателя программно, с использованием электрических и тепловых моделей в реальном времени, что позволяет оценить тепловое состояние электродвигателя в процессе эксплуатации с целью его защиты от перегрева.

Таким образом, есть все основания утверждать, что задача, поставленная в работе, является актуальной. 2 Научная новизна, достоверность н обоснованность положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации В диссертационной работе получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной: 1. Разработана методика экспериментального определения параметров тепловой модели асинхронного электродвигателя, построенная на измерении температуры железа статора или температуры лобовой части обмотки; 2. Экспериментально установлены границы применимости двух- и трехмассовой тепловой модели асинхронного двигателя, предложенных для организации программной защиты частотно-регулируемого электропривода; 3. Разработана методика оценки теплового состояния асинхронного двигателя в составе частотно-регулируемого электропрнвода, применимая для тепловой защиты средствами системы управления преобразователя частоты, отличающаяся большей точностью по сравнению с известными методами.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в работе, подтверждается: результатами экспериментальных исследований на физических объектах; публикациями автором результатов работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикаций основных результатов диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук (2 работы) и в изданиях, включенных в базу ссорив (3 работы); - личным представлением и апробацией работы на международных и всероссийских научных конференциях в период с 2011 по 2016 г.

3 Научная и практическая значимость результатов работы Научная и практическая значимость результатов работы подтверждается документами о внедрении этих результатов в компании 000 «НПП «ЦИКЛ ПЛЮС», а также в 000 «ЦЕНТРТЕХКОМПЛЕКТ». 4 Заключение о соответствии диссертации установленным критериям Диссертация Федоровой К.Г., представленная на соискание ученой степени кандидата технических наук, полностью отвечает принципам соответствия, установленным нормативным документом «Положением о присуждении ученых степеней», утвержденным Постановлением Правительства Российской Федерации от 24 сентября 2013 г.

№ 842. 1. Декларируемая диссертантом цель работы, которая заключается в развитии теории контроля тепловых режимов работы общепромышленных частотно-регулируемых электроприводов с асинхронными двигателями средствами системы управления преобразователя частоты в процессе эксплуатации, полностью реализована в проведенных исследованиях и отражена в полученных результатах. 2. Автореферат диссертации Федоровой К.Г. соответствует диссертационной работе по всем квалифицируемым признакам: по цели, задачам и основным положениям, определениям актуальности, новизны, достоверности, научной и практической значимости. 3. Оппонент подтверждает, что результаты, полученные Федоровой К.Г., опубликованы в печати и с достаточной полнотой отражает существо оппонируемой работы.

5 Замечания и дискуссионные положения По диссертации имеются следующие вопросы и замечания: 1. В п. 1.4 констатируется, что «Таким образом, среди двухмассовых моделей выбрана модель с разделением на массу статора и массу ротора, которая является более подходящей для частотно-регулируемого привода». Однако ни в этом, ни в предыдущем пункте не приводится обоснование, почему именно эта модель выбрана среди других двухмассовых моделей, обзор которых сделан ранее. 2. В системе уравнений (1.7) на с. 24 диссертации коэффициент Арр перехода «статор-ротор». Но по назван тепловым фивичесиому смыслу ото тепповеи проводимость, т.е.

величиив, обретиви тепловому сопротивлению. 4. Как следует из паспорта научной специальности 05.09.03 «Электротехнические комплексы и системы», он включает в себя следующие положения: «...физическое, математическое, имитационное и компьютерное моделирование компонентов электротехнических комплексов и систем»; «Обоснование совокупности технических, технологических, ... критериев оценки принимаемых решений в области проектирования, создания и эксплуатации электротехнических комплексов и систем», «Разработка, структурный и параметрический синтез электротехнических комплексов и систем, их оптимизация, а также разработка алгоритмов эффективного управления», «Разработка безопасной и эффективной эксплуатации, электротехнических комплексов и систем ...».

На основании этих положений оппонент подтверждает, что соответствие темы диссертации научной области исследований по специальности сомнений не вызывает. Оппонент отмечает, что выводы по работе, сформулированные Федоровой К Г., оформлены структурно-содержательно. Диссертация обладает внутренним единством, содержит новые научные результаты и положения, выдвигаемые для публичной защиты, и свидетельствует о личном вкладе автора в науку. 3. Выражение (5.1) на с. 96 диссертации. Не ясно, каким образом определить допустимый ток при нулевой скорости ~Хо) с целью расчета ~3? 4. Из рис. 1.13 и системы уравнений (1.7) не ясно каким образом в модели учитывается наличие корпуса двигателя 1станина, подшипниковые щиты), который является термодинамическим «буфером» между статором и окружающей средой.

В закрытых асинхронных двигателях теплоемкость корпуса составляет примерно половину суммарной теплоемкости двигателя и, фактически, определяет величину наибольшей постоянной времени нагрева машины. 5. На с. 25 принимается допущение о том, что «ротор отдает энергию только на статор через зазор и имеет крайне низкую теплоотдачу вовне, минуя статор». Однако в закрытых двигателях поток тепла от ротора идет также через внутренний воздух и корпус в окружающую среду, б.

Из материалов диссертации не ясно, почему на рис. 4.11 именно такое расположение графиков нагрева при разных скоростях. Указанные критические замечания не снижают научный уровень работы и значимость полученных результатов. Заключение Диссертационная работа Федоровой К.Г.

является завершенным научным исследованием, содержащим новое научно обоснованное решение задачи создания методики оценки теплового состояния электродвигателя в системе частотного регулирования для организации алгоритма его защиты на основе двух- и трехмассовых тепловых моделей. Полученные результаты обладают научной новизной, и соответствуют специальности 05.09.03— Электротехнические комплексы и системы. Личный вклад диссертанта в решение всех научных положений представленной к защите работы подтвержден публикациями в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК. Изложенное выше дает возможность констатировать, что диссертация Федоровой К,Г.

на соискание ученой степени кандидата технических наук является завершенной научно-квалификационной работой, содержащей решение задачи, имеющей значение для отрасли научных знаний, связанной с электроприводом, что позволяет ее считать соответствующей требованиям п. 9 «Положения о присуждении ученых степеней», предъявляемым к кандидатским диссертациям. По мнению оппонента, автор диссертационной работы Федорова Ксения Георгиевна заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.03 — Электротехнические комплексы и системы. Официальный оппонент: доцент кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок» Уральского энергетического института ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», кандидат технических наук (05.09.03 — Электротехнические комплексы и системы), доцент Метельков Владимир Павлович « .'.~ » мая 2018 г.

620002, Россия, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19, УрФУ, УралЭНИН, кафедра «Электропривод и автоматизация промышленных установок», Тел. 8(343) 375-46-46, е-та11: Подпись В.П. Метел ,А .