Повышение качества стабилизации выходного напряжения преобразователей частоты на основе инверторов тока за счет применения адаптивных регуляторов

• Автор: Миргородская, Екатерина Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 172 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Проблема стабилизации выходного напряжения преобразователей частоты для централизованного электропитания технологической нагрузки
1.1. Стабильность выходного напряжения преобразователей и динамические свойства их функциональных модулей

1.2. Автономные инверторы тока в системах питания технологической нагрузки

1.3. Структура системы стабилизации выходного напряжения ПЧ на основе АИТ

1.4. Динамические модели автономных инверторов и постановка задач исследования

Основные результаты, полученные в главе

2. Идентификация автономных инверторов тока и преобразователей на их основе в пространстве состояний
2.1. Метод динамической идентификации автономных инверторов тока и преобразователей на их основе в пространстве состояний

2.2. Непрерывная модель автономного инвертора, соответствующая данной дискретной

2.3. Оценка динамических свойств АИТ по спектру матрицы И дискретной модели
2.4. Матрично-векторные уравнения динамики базовой схемы АИТ на первом интервале
2.5. Результаты расчетов параметров дискретной динамической модели для исследуемых преобразователей
Основные результаты, полученные в главе
3. Исследований динамики инверторов по спектрам матрицы дискретной модели Г)
3.1. Схема исследований динамики инверторов по спектрам матрицы дискретной модели
3.2. Исследования динамики базового инвертора
3.3 Исследования динамики базового инвертора с компенсатором выпрямительного типа
3.4. Исследования динамики базового инвертора с фильтром
3.5. Исследования динамики базового инвертора с компенсатором выпрямительного типа и входным фильтром
3.6. Идентификация ветвей годографов СЗ матрицы дискретной модели
3.7. Исследования динамики базового инвертора с диодно-реакторным компенсатором
3.8. Исследования динамики инвертора с расщепленной батареей коммутирующих конденсаторов
3.9. Основные результаты, полученные в главе
4. Адаптивные системы стабилизации выходного напряжения преобразователей на основе автономных инверторов тока
4.1. Пути повышения качества стабилизации выходного напряжения преобразовательных комплексов
4.2. Система стабилизации на основе адаптивного ГЩД-регулятора
4.3. Адаптация на основе метода нечеткого управления Такаги-Сугено
4.4. Адаптация на основе нечеткого регулятора Мамдани
4.5. Адаптация за счет изменения структуры силовой схемы инвертора
4.6. Основные результаты, полученные в главе 4 Заключение
Библиографический список использованной литературы Приложение 1. Схемы инверторов тока, исследуемые в диссертации Приложение 2. Системы дифференциальных уравнений на интервале симметрии и матрицы преобразования К для исследуемых схем АИТ Приложение 3. Уравнения динамики схем АИТ с расщепленной БКК

Введение
Актуальность проблемы. Преобразование частоты требуется для потребителей, нуждающихся в нестандартной частоте. В частности, таким потребителем является групповая двигательная нагрузка (ГДН) цеха внутришлифовальных станков. Другой важной областью применения мощных преобразователей частоты (ПЧ) являются локальные системы электроснабжения. В указанных областях в качестве инверторов целесообразно применение автономных инверторов тока (АИТ) ввиду требований большой мощности при высоком качестве кривой питающего напряжения. Функциональное назначение и условия эксплуатации нагрузки предъявляют к источнику электропитания ряд требований, тесно связанных с его динамическими свойствами. Одним из основных является требование стабилизации напряжения на нагрузке с заданной точностью при изменениях нагрузки и напряжения питающей сети. Допустимые значения отклонения напряжения частоты от номинальных значений в цепях различных приемников электроэнергии устанавливаются требованиями ряда ГОСТов. Так, ГОСТ 13109-97 устанавливает допустимые отклонения на выводах приемников электрической энергии в пределах от -5 до +5 % от номинального напряжения.
Несмотря на наличие различных методов стабилизации выходного напряжения автономных источников электропитания, по-прежнему остается актуальной проблема поиска решений, обеспечивающих повышение качества стабилизации при изменении нагрузки от холостого хода до номинального значения. Здесь имеются в виду динамические показатели качества стабилизации, такие, как время установления и колебательность переходного процесса. Анализ проблемы показывает, что ее решение находится на пути учета реальных динамических свойств функциональных частей ПЧ и придания системе стабилизации свойств адаптации к изменению величины и характера нагрузки.

Вместо вектора Х = (г’1,/2,/3)Т можно рассматривать вектор любой
трехфазной системы токов или напряжений. Ниже вектор X будем называть

вектором истинных значений, а вектор X — вектором расчетных значений.
Составляющие вектора X являются непрерывными функциями времени. В этом случае вектор X , как следует из формулы (2.9), терпит разрывы в моменты смены интервалов. Пусть Д - к-й момент смены интервалов. Тогда из формулы (2.7) следует формула
Хік+0) = К3Хґк-0). (2.10)
В скалярном виде эта формула, например, для расчетных напряжений на коммутирующих конденсаторах автономного инвертора тока приобретает вид:
и 0к + 0) = -щ (ік - 0);и*2(1к + 0) = -и*(гк - 0);щ (г* + 0) = -и2(г* - 0). Последние формулы позволяют интерпретировать АИТ как импульсную систему с мгновенным временем съема данных, то есть линейную импульсную систему с импульсными элементами в виде 8 -функции.
Действительно, указанные формулы можно переписать следующим образом
Щ (к + 0) = и* <8к - 0) - и* (^ - 0) - и3 <8к - 0),
Щ (к + 0) = и {$к -0)-и2 (^ - 0) - и {$к - 0), (2.11)
Щ (к + 0) = щ кк - 0) - и3 кк -Ъ)-и2 (1к - 0).
Таким образом, функции и1 (/), и2 (О? из (0 в точках коммутации терпят разрывы, равные соответственно
Ли* (к) = -щ ((к - 0) - Щ (ік - 0),
Аи2(к) = ~иг(к ~ °) ~ и (к ~ °)> (2Л2>
А^з (ік) = -щ (ік -0)-и2 (ік - 0).