Анализ и синтез схемных решений трехфазных многопульсных выпрямителей с естественной коммутацией

• Автор: Евдокимов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 246 с. : ил.

1. РАЗВИТИЕ СХЕМОТЕХНИКИ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ В ХОДЕ ИХ ИСТОРИЧЕСКОГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

1.1. Развитие схем выпрямителей как отражение совершенствования электронных приборов, составляющих основу выпрямительной части устройств преобразования
1.2. Некоторые топологические особенности построения вентильных обмоток преобразовательных трансформаторов
1.3. Состояние проблемы структурного синтеза преобразовательных устройств и решения задач синтеза схем выпрямления
1.4. Развитие общих принципов создания полупроводниковых преобразователей и основ синтезирования схем выпрямителей с

естественной коммутацией

1.5.0сновные результаты и краткие выводы

2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕОРИИ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА СХЕМ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

2.1. Общие положения

2.2. Метод анализа и синтеза схем выпрямления, основанный на топологии вращающихся векторных диаграмм
2.3. Метод синтеза схем выпрямления, основанный на индексации векторов линейных напряжений трансформаторного
преобразователя числа фаз
2.4. Закономерности, лежащие в основе методов синтеза схем выпрямления с естественной коммутацией
2.5. Метод синтеза схем выпрямителей с последовательнопараллельной работой систем переменных напряжений (метод временных диаграмм)
2.6. Основные результаты и краткие выводы
3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БАЗА ДЛЯ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО СРАВНЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ
3.1. Установочные положения
3.2. Основные соотношения и формулы, применяемые для расчета режимов работы и параметров элементов выпрямителей
3.2.1. Схемный анализ выпрямленного напряжения и основные расчетные формулы
3.2.2. Гармонический анализ выпрямленного напряжения
3.2.3. Соотношения, устанавливающие связь токов на входе и выходе ТПЧФ выпрямителя, и гармонический анализ сетевых токов
3.2.4. Соотношения для построения внешних характеристик
3.2.5. Основные соотношения, характеризующие энергетические показатели качества электромагнитных процессов
3.3. Расчет коэффициента мощности выпрямительного агрегата
3.4. Развитие методик расчета числа полупроводниковых приборов в вентильных плечах выпрямителей и потерь мощности в вентилях выпрямительных агрегатов тяговых подстанций
3.4.1. Расчет числа диодов, соединенных в вентильном плече 124 последовательно
3.4.2. Потери мощности в силовых полупроводниковых приборах вентильных конструкций мостовых и кольцевых выпрямителей
3.5. Основные результаты и краткие выводы

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК РАСЧЕТА ТИПОВОЙ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ И ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНОЙ НЕСИММЕТРИИ
4.1. Развитие методики расчета типовых мощностей трансформаторов для многопульсных выпрямителей
4.1.1. Общие положения
4.1.2. Вывод расчетных соотношений
4.2. Разработка методики оценки конструктивной несимметрии вентильных обмоток преобразовательных трансформаторов
4.2.1. Установочные положения
4.2.2. Анализ конструктивной несимметрии в многопульсных выпрямителях тяговых подстанций электрического транспорта и разработка рекомендаций для ее учета
4.2.3. Геометрические методы исследования процессов коммутации
и влияния конструктивной несимметрии
4.2.4. Применение векторных диаграмм с полярными
графиками
4.3. Основные результаты и краткие выводы
5. ПРОВЕРКА ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ ТЕОРИИ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА СХЕМНЫХ РЕШЕНИЙ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ НА МОДЕЛЯХ
5.1. Применение метода вращающихся векторных диаграмм для схемотехнического анализа и результаты расчетов синтезированных схем
5.2. Математические модели электромагнитных процессов в трехфазных двенадцатипульсных выпрямителях последовательного типа
5.3. Коэффициенты полезного действия мостовых и кольцевых выпрямителей, полученные по математической модели

Исходя из результатов исследований, проведенных в первой главе, аналитического рассмотрения базовых и предлагаемых различными авторами схем выпрямления, можно сделать следующие выводы:
1. Исторически сложившимся методом синтеза схем выпрямления является метод агрегирования, позволяющий получать схемы выпрямления с необходимыми потребителю свойствами на основе имеющихся базовых схем.
2. Большинство методов, применяемых в настоящее время для структурного синтеза устройств преобразования, малопригодны для синтеза схем выпрямителей с естественной коммутацией.
3. Топологические особенности, выявленные в результате изучения амплитудно-фазовых портретов напряжений ТПЧФ, дают основание считать приоритетным звеном при синтезе схем выпрямителей построение вентильных обмоток и позволяют закрепить предположение о закономерной, информативной связи топологических структур систем переменных напряжений вентильных обмоток с построением вентильных конструкций неуправляемых выпрямителей.
4. В дальнейших исследованиях необходимо определить и обобщить закономерности, связывающие амплитудно-фазовую структуру напряжений вентильных обмоток ТПЧФ с построением вентильной конструкции; сформулировать основные правила построения схем выпрямителей и разработать процедуры структурного синтеза выпрямителей с естественной коммутацией, основанные на использовании информативных признаков векторных и временных диаграмм напряжений вентильных обмоток.
5. Требуется разработка эффективных методов схемотехнического анализа для оперативной оценки и сравнения схемных решений, полученных при синтезе, а также для выбора наиболее рациональных схем выпрямления.