Преобразователи с широтно-импульсным регулированием напряжения средней мощности для электроприводов постоянного и переменного тока

• Автор: Забродин, Юрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1991
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 39 с. : ил.; 20х14 см

Актуальность проблемы. В энергетической программе и в "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-90 годы и на период до 2000 года" указывается на необходимость значительного увеличения производства силовой преобразовательной техники, комплектных общепромышленных электроприводов (ЭД) с полупроводниковыми преобразователями, как средств, обеспечивающих повышение эффективности использования электрической энергии, технического уровня и интенсификации промышленного производства. Существенная роль отводится преобразовательной технике для таких особенно емких потребителей электрической энергии, какими являются железнодорожный и городской электрический транспорт. Помимо значительной экономии электроэнергии (до 20-25 %) их применение позволяет повысить провозную способность и комфортабельность транспортных средств.
Указанная задача актуальна для ЭД как с двигателями постоянного тока, так и в особенности при переходе на частотно-регулируемый ЭП переменного тока с простыми по конструкции, дешевыми и надежными в эксплуатации асинхронными двигателями (АД). Тем самым создаются дополнительные преимущества, обусловливаемые повышением надежности электрооборудования и коэффициента его использования, что особенно существенно для подвижного состава, а также сокращением малопроизводительного тяжелого труда по обслуживанию электрических машин.
К числу определяющих относится направление развития широкоре-гулируемых по частоте вращения общепромышленных и тяговых ЭП средней и большой мощности на базе автономных преобразователей постоянного напряжения с широтно-импульсным регулированием для ЭП постоянного тока и автономных инверторов напряжения с широтно-импульсным регулированием для ЭП переменного тока.
Имеющийся в мировой практике опыт применения указанных преобразователей показал необходимость системного подхода к их созданию. Разработка современных ЭП переменного тока должна производиться при более тщательном и теоретически обоснованном учете влияния несинусоидальности кривой выходного напряжения автономных инверторов напряжения (АМН ) , в том числе с широтно-импульсным ре-гулчрованизм (ШИР) , проявляющегося в дополнительных потерях мощ-

ности в АД 2 пульсациях частоты его вращения. Требуется учет и обратного воздействия несинусоидальноста напряжения двигателя на инвертор, сказывающегося на коммутируемых токах и коммутационных режимах работы. Иными словами, должны быть созданы теоретические и практические предпосылки для управления АД с контро*-лируемыми показателями качества формы кривой выходного напряжения АИН.
Комплексный подход необходим и в принятии решений по схемотехнике автономных преобразователей с целью учета коммутационной способности узлов принудительной коммутации (УДК) , обеспечения в них баланса энергии при рациональном использовании вспомогательных цепей и минимальных коммутационных перенапряжениях на элементах, что особенно важно ддя преобразователей средней и большой мощности, питающихся от источников повышенного напряжения. Указанные факторы, а также использование принципа многофункциональности входящих компонентов служат предпосылками к синтезу более совершенных схем автономных преобразователей и созданию на их основе разработок с повышенными технико-экономическими показателями. Немаловажную роль играет на современном этапе и решение вопросов преемственности разработок при непрерывно совершенствуемой элементной базе силовых преобразователей, упрощающей задачи последующей модернизации.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с темами комплексных и подотраслевых планов Министерства электротехнической промышленности и постановлением СМ СССР Я 262 от 06.04.83 г., Приказом МЭТП А 304 от 18.05.83 г., Решением СМ СССР А 1299р от 24.06.88 г., межвузовской целевой программой "Оптимум” по приказу МинВУЗа СССР А358 от 26.05.86 Г. и контрактом А 38-70/1259-22 от 07.02.86 г. с фирмой "Энергоинвест" (СФРЮ)
Цель работы: теоретическое обобщение и развитие концепций широтно-импульсного формирования и регулирования выходного напряжения преобразователей постоянного и переменного тока для тягового ЭП городского электротранспорта. Для достижения этой цели расшались следующие конкретные задачи:
- сравнительный анализ и синтез алгоритмов переключения управляемых вентилей в инверторах напряжения исходя из совокупности показателей качества формы кривой выходного напряжения ;
- обобщение и развитие теории узлов принудительной коммутации автономных преобразователей ;