Разработка перспективных электротехнических комплексов транспортных средств на базе высоковольтных высокочастотных статических преобразователей

• Автор: Вольский, Сергей Иосифович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 321 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СИНТЕЗ СТРУКТУРНО - АЛГОРИТМИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СТАТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
1Л. Классификация силовых схем высоковольтных высокочастотных
статических преобразователей
1.2. Базовые принципы построения силовых схем высоковольтных
высокочастотных статических преобразователей
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ
КОМПЛЕКСОВ
2.1. Формализация математического описания рабочих процессов электротехнических комплексов
2.2. Компьютерное моделирование электромагнитных и электромеханических процессов применительно к
перспективным электротехническим комплексам
3. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПОСТРОЕНИЯ СИЛОВЫХ СХЕМ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

3.1. Высоковольтные высокочастотные статические преобразователи для железнодорожного транспорта
3.2. Периферийный трехфазный инвертор напряжения с секционированным силовым трансформатором
3.3. Периферийный трехфазный инвертор с вспомогательным однофазным трансформатором
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ БАЗОВЫХ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И РАСЧЕТНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ
4.1. Результаты экспериментальных исследований на макетных образцах
4.2. Серийный выпуск высоковольтных высокочастотных статических
преобразователей и перспективы развития направления
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение
Приложение
Приложение
Список используемых источников

ВВЕДЕНИЕ
Известно, что с ростом выходной мощности потребителей электрической энергии перспективным становится повышение уровня напряжения автономных электротехнических комплексов. В связи с этим на российских железных дорогах широко используется контактная сеть постоянного тока с номинальным напряжением 3000 В. По той же причине, учитывая тенденции роста мощности бортовых потребителей электроэнергии аэрокосмических летательных аппаратов, считаются перспективными автономные электротехнические комплексы с высокочастотной однофазной распределительной сетью (20 кГц) напряжением 750 В.
Повышение уровня сетевого напряжения электротехнических комплексов в свою очередь требует создания надежных и технически совершенных высоковольтных высокочастотных статических преобразователей и другого высоковольтного электрооборудования для обеспечения различных бортовых потребителей требуемым уровнем напряжения, тока, частоты и качества электроэнергии. В настоящее время проектированием и разработкой статических преобразователей для электротехнических комплексов занимаются многие известные организации и фирмы, в частности ВЭИ (г. Москва), АО «Электровыпрямитель» (г. Саранск), МЭИ (г. Москва), ВНИИЭ (г. Москва), МИИТ (г. Москва), Estel (Эстония), АВВ (Швейцария), Westighouse Electric Corp. (США), Simens (Германия), NASA Marshall Space Flight Center (США), Ansaldo Transporti

каждая группа подразделена на широтно-импульсное регулирование (с неизменной частотой преобразования электрической энергии), на частотноимпульсное регулирование (с неизменной длительностью импульса или паузы), на релейное регулирование (с варьируемой длительностью, как импульса, так и паузы) и на дискретное регулирование (с ярко выраженным дискретным изменением передаточной функции). При этом применение линейного способа регулирования (с линейно-непрерывным изменением передаточной функции) в силовых высоковольтных преобразователях не рассматривается из-за его низких энергетических характеристик.
По схемотехническому решению реализации преобразовательного звена выделены однотактные и двухтактные преобразовательные ячейки с подразделением последних на мостовые, полумостовые и с нулевым выводом. Выбор схемного построения преобразовательного звена в значительной мере определяется допустимыми, эксплуатационными и стоимостными свойствами конкретных полупроводниковых приборов.
В соответствии с седьмым классификационным уровнем проанализированы два способа синтезирования кривой переменного напряжения: с помощью использования широтно-импульсной модуляции (ТТТИМ) и амплитудно-импульсной модуляции (АИМ). В первом способе формирование переменного напряжения с заданным гармоническим составом достигается посредством изменения по заданному закону ширины отдельных импульсов. Устройства, реализующие данный способ, в