Анализ и синтез схемных решений вентильных преобразователей для электрического транспорта

• Автор: Евдокимов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 234 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. РАЗВИТИЕ СХЕМОТЕХНИКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В ХОДЕ ИХ ИСТОРИЧЕСКОГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
1.1. Развитие схемотехники как отражение совершенствования электронных приборов, составляющих основу выпрямительной части устройств преобразования
1.2. Топологические особенности систем вторичных обмоток преобразовательных трансформаторов
1.3. Топологии схем преобразователей числа и сдвига фаз
1.4. Топологии вентильных схем преобразователей
1.5. Состояние проблемы структурного синтеза вентильных преобразователей переменного тока в постоянный
1.6. Развитие общих принципов создания полупроводниковых преобразователей и основ синтеза схем выпрямителей с естественной коммутацией
1.6.1. Способ синтеза вентильных схем преобразователей
1.6.2. Известные способы формирования кривой выпрямленного напряжения и генерации схем преобразователей числа и сдвига фаз 36 1.7.Основные результаты и краткие выводы
2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕОРИИ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА И СТРУКТУРНОГО СИНТЕЗА ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ 5 О
2.1. Общие положения
2.2. Метод анализа и синтеза схем выпрямления, основанный на топологии вращающихся векторных диаграмм
2.3. Закономерности, лежащие в основе методов синтеза схем выпрямления с естественной коммутацией
2.4. Метод синтеза схем выпрямителей с последовательнопараллельной работой систем переменных напряжений (метод временных диаграмм)
2.5. Совершенствование метода генерации схем преобразования числа и сдвига фаз
2.5.1. Геометрический подход к построению систем вторичных обмоток преобразовательных трансформаторов
2.5.2. Геометрический способ построения преобразователей числа
и сдвига фаз
2.6. Основные результаты и краткие выводы
3. МЕТОДИКИ ДЛЯ РАСЧЕТА МОЩНОСТИ ПОТЕРЬ В ВЕНТИЛЯХ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО СРАВНЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ
3.1. Развитие методик расчета числа полупроводниковых приборов в вентильных плечах выпрямителей и мощности потерь в вентилях выпрямительных агрегатов тяговых подстанций
3.1.1. Расчет числа диодов, соединенных в вентильном плече
последовательно
3.1.2 Мощность потерь в вентилях мостовых и кольцевых схем
3.2. Технико-экономическое сравнение преобразователей по мощности потерь в вентилях мостовых и кольцевых схем
3.3. Основные результаты и краткие выводы
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНОЙ НЕСИММЕТРИИ
4.1. Разработка методики оценки конструктивной несимметрии вентильных обмоток преобразовательных трансформаторов
4.1.1. Установочные положения
4.1.2. Анализ конструктивной несимметрии в многопульсных преобразователях тяговых подстанций электрического транспорта и разработка рекомендаций для ее учета
4.2. Геометрические методы исследования процессов коммутации и влияния конструктивной несимметрии
4.3. Применение векторных диаграмм с полярными графиками
4.4.Основные результаты и краткие выводы
5. ПРОВЕРКА ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ ТЕОРИИ АНАЛИЗА
И СИНТЕЗА СХЕМНЫХ РЕШЕНИЙ НА МОДЕЛЯХ
5.1. Основные результаты схемотехнического анализа устройств преобразования с помощью метода вращающихся векторных диаграмм
5.2. Математические модели электромагнитных процессов в трехфазных двенадцатипульсных выпрямителях последовательного тина
5.3. Коэффициенты полезного действия мостовых и кольцевых выпрямителей, полученные по математической модели
5.4. Результаты испытаний выпрямителей на физических моделях
5.5. Предложение по применению кольцевых вентильных схем на тяговых подстанциях электрического транспорта
5.6. Основные результаты и краткие выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение
Приложение

номерность преобразования и передачи электрической энергии из одной системы в другую, осуществляемая преобразователем, определяется:
- закономерностями работы источников электрической энергии в соединяемых системах питания;
- схемой соединения и законами управления полупроводниковых элементов, применяемых в преобразователе.
В представляемом исследовании неуправляемый, по определению, вентильный преобразователь рассматривается автором как преобразователь с управлением по программе, определенной закономерностью работы источника переменных ЭДС.
Немаловажным для данного исследования выводом из [32] является также то, что преобразование электрической энергии при помощи преобразователя с неуправляемыми элементами возможно лишь в том случае, если результирующая (суммарная) ЭДС всех соединяемых систем изменяет свою полярность во времени.
Рассмотренный метод представления электрических связей в преобразователях диодными матрицами оказался достаточно удобным лишь для построения схем выпрямителей с одиночным ш-фазным, или параллельно структурированными /и-фазными источниками переменных напряжений. При необходимости осуществления непосредственных связей между системами переменных напряжений, как этого требуют схемы с последовательнокаскадным построении источников переменных напряжений, решающую роль в формировании вентильной схемы приобретает учет конфигурации на комплексной плоскости всей совокупности векторов напряжений применяемых систем переменного тока, которая во времени дискретно преображается и интегрируется с нагрузкой посредством элементов связи. Число фиксированных состояний совокупности векторных систем и их конфигурацию (топологию), по имеющимся в настоящее время методам синтеза, априори установить очень сложно, а значит трудно осуществить системное построение вентильной схемы.