Анализ технологических возможностей и выбор оптимальной топологии высоковольтных регулируемых электроприводов переменного тока

• Автор: Краснов, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ И ОЦЕНКА ПОТРЕБНОСТИ В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ РЕГУЛИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
1.1. Исходные предпосылки
1.2. Эффективность использования высоковольтных регулируемых электроприводов в энергетике
1.3. Эффективность использования высоковольтных регулируемых электроприводов в водном и коммунальном хозяйствах
1.4. Эффективность использования высоковольтных регулируемых электроприводов в металлургической промышленности
1.5. Эффективность использования высоковольтных регулируемых электроприводов в горнодобывающей промышленности
1.6. Эффективность использования высоковольтных регулируемых электроприводов в химической промышленности
1.7. Прогноз потребности в высоковольтных регулируемых
электроприводах
Выводы по главе
Глава 2. ОСОБЕННОСТИ ТОПОЛОГИИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ РЕГУЛИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
2.1. Общие принципы построения высоковольтных регулируемых электроприводов
2.2. Топология преобразователей частоты с автономными инверторами тока
2.3. Топология преобразователей частоты с инвертором на-

пряжения
Выводы по главе
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ГАРМОНИЧЕСКОГО СОСТАВА ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ
3 Л. Цель и задачи исследования
3.2. Описание имитационных моделей преобразователей частоты
3.3. Определение параметров схем замещения асинхронных двигателей и трансформаторов
3.4. Методика определения параметров фильтров
3.5. Результаты исследования гармонического состава выходного напряжения и тока высоковольтных преобразователей частоты
3.5.1. Результаты моделирования ПЧ с двухуровневым инвертором напряжения на ЮВТ
3.5.2. Результаты моделирования трехуровневого инвертора
3.5.3. Результаты моделирования ПЧ с многообмоточным трансформатором и каскадным соединением инверторных модулей (многоуровневый инвертор напряжения)
3.5.4. Результаты моделирование ПЧ по двухтрансформаторной схеме с низковольтным инвертором напряжения
3.5.5. Результаты моделирования ПЧ с ШИМ выпрямителем
и ШИМ инвертором тока на БССТ с ёмкостным фильтром
Выводы по главе
Глава 4. СОПОСТАВИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТОПОЛОГИЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
4.1. Задачи сопоставительного анализа
4.2. Расчет элементов силовой части высоковольтных преобразователей частоты

4.3. Сопоставление вариантов топологий высоковольтных преобразователей частоты по стоимостным показателям
4.4. Оценка характеристик высоковольтных преобразователей частоты для электропривода, выполненных по различным топологиям
4.5. Выбор наилучшего варианта топологии с использованием эвристической системы принятия решений на базе нечеткой логики
Выводы по главе
Глава 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ СОПОСТАВИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА
5.1. Промышленная серия преобразователей частоты ВЧРП
5.2. Учебный стенд многоуровневого преобразователя частоты
5.3. Опытно-промышленный регулируемый электропривод сетевого насоса (насосная станция г. Одинцово)
5.4. Проект: Насосная установка 2-го подъема ЗАО «ЧЕЛ-НЫВОДОКАНАЛ»
5.5. Проект: Центральная котельная г.Астрахань
5.6. Патенты на полезную модель «Высоковольтный преобразователь частоты»
5.6.1. Патент на полезную модель «Высоковольтный преобразователь частоты»
5.6.2. Патент на изобретение «Способ аварийного управления силовой ячейкой высоковольтного преобразователя частоты»
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

• число часов работы двигателей в году, учитывая, что в подавляющем большинстве это двигатели насосов, вентиляторов и других машин с длительным режимом работы, принят 5000 час/год;
• объем сэкономленной электроэнергии определялся по среднестатистическим мировым данным.
Таблица
Расчет суммарной годовой электроэнергии
Мощность двигателей, кВт Количество электродвигателей, шт. Объем, потребляемой электроэнергии, Млрд.кВтч/год Потенциальная экономия электроэнергии, Млрд.кВтч/год
400-1000 10500 20,2 6
1000-3000 4180 18
3000-7000 2860 42,4 8
Более 7000 2420 53,8 8
Всего 20050 135
Выводы по главе
1. Высоковольтные двигатели переменного тока используется в важнейших отраслях хозяйства страны: энергетики, металлургии, горнодобывающей, нефтехимической промышленности, в водном и коммунальном хозяйствах и других отраслях. Они потребляют около 14 % электроэнергии, вырабатываемой в стране.
Подавляющее большинство электроприводов рассматриваемого класса является в настоящее время нерегулируемыми. Экономика страны несет огромные непроизводительные потери энергии, вызванные отсутствием или несовершенством способов регулирования и оптимизации технологических процессов. Высокая эффективность применения автоматизированного регулируемого электропривода доказана мировым опытом. В нашей стране использование высоковольтного регулируемого электропривода находится на начальном этапе.
2. Оценка перспективной потребности в регулируемых электроприводах переменного тока большой мощности показывает, что примерно каждый