Устройства и системы управления силовыми вентильными преобразователями для потребителей с нестабильными параметрами источника электроснабжения

• Автор: Дудкин, Максим Михайлович
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 482 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И УСЛОВИЯ
ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИКИ
1.1. Характеристики стационарных и автономных сетей
электроснабжения и проблема электромагнитной совместимости
вентильных преобразователей
1.2. Классификация вентильных преобразователей и их систем управления
1.3. Развертывающее преобразование как средство повышения эксплуатационной надежности систем информационной и силовой электроники
1.4. Цель и задачи исследований
Выводы
Глава 2. СТАТИЧЕСКИЕ, ДИНАМИЧЕСКИЕ И СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ РАЗВЕРТЫВАЮЩЕГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
2.1. Классификация развертывающих преобразователей и принципы
их построения
2.2. Динамические характеристики развертывающих преобразователей с различными законами модуляции
2.2.1. Методика анализа динамических характеристик развертывающих преобразователей
2.2.2. Динамические характеристики развертывающих преобразователей с выборкой мгновенных значений сигнала управления
2.2.3. Динамические характеристики интегрирующих развертывающих преобразователей
2.2.4. Сравнительный анализ динамических характеристик развертывающих преобразователей
2.3. Спектральные характеристики развертывающих преобразователей с различными законами модуляции
2.3.1. Методика анализа спектральных характеристик
развертывающих преобразователей
2.3.2. Статические и динамические спектральные характеристики развертывающих преобразователей
2.3.3. Сравнительный анализ спектральных характеристик развертывающих преобразователей
Выводы
Глава 3. СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ СИНХРОНИЗАЦИИ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
3.1. Классификация и требования к устройствам синхронизации систем управления вентильными преобразователями
3.2. Методика анализа статических и динамических характеристик устройств синхронизации
3.3. Устройства синхронизации с выборкой мгновенных значений синхронизирующего воздействия
3.3.1. Устройство синхронизации с независимым уровнем фиксации сигнала развертки
3.3.2. Адаптивные устройства синхронизации с ведомым уровнем фиксации сигнала развертки
3.3.3. Адаптивные устройства синхронизации со следящей фиксацией точек естественной коммутации напряжения

3.4. Адаптивные интегрирующие и комбинированные устройства синхронизации
3.4.1. Устройства синхронизации с интегрирующей фиксацией сигнала развертки
3.4.2. Комбинированное устройство синхронизации
3.4.3. Каскадные интегрирующие устройства синхронизации
3.4.4. Сравнительный анализ технических характеристик и областей применения интегрирующих устройств синхронизации
3.5. Адаптивные интервало-кодовые системы синхронизации
3.5.1. Методика синтеза интервало-кодовых систем синхронизации
3.5.2. Каскадная интервало-кодовая двоично-десятичная система синхронизации
3.5.3. Интервало-кодовая двоичная система синхронизации
Выводы

Глава 4. СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТКРИСТИКИ ФАЗОСДВИГАЮЩИХ УСТРОЙСТВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
4.1. Классификация и требования к фазосдвигающим устройствам
4.2. Фазосдвигающее устройство с выборкой мгновенных значений сигнала управления
4.3. Разомкнутые интегрирующие фазосдвигающие устройства
4.3.1. Число-импульсные фазосдвигающие устройства
4.4. Замкнутые интегрирующие фазосдвигающие устройства
4.5. Сравнительный анализ статических и динамических характеристик фазосдвигающих устройств
Выводы
Глава 5. ИНТЕГРИРУЮЩИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА В ЦИФРОВОЙ КОД ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
5.1. Замкнутый интегрирующий аналого-цифровой преобразователь
с бестактовым поразрядным уравновешиванием
5.2. Тактируемые интегрирующие аналого-цифровые преобразователи
5.2.1. Реверсивный интегрирующий аналого-цифровой преобразователь с широтно-импульсной модуляцией
5.2.2. Реверсивный число-импульсиый аналого-цифровой преобразователь с синфазной амплитудно-частотноимпульсной модуляцией
5.3. Преобразователи напряжения в частоту импульсов
5.3.1. Классификация и принципы построения преобразователей напряжения в частоту импульсов
5.3.2. Статические характеристики преобразователей напряжения в частоту импульсов
5.3.3. Динамические характеристики преобразователей напряжения в частоту импульсов
Выводы
Глава 6. АДАПТИВНЫЕ ИНТЕГРИРУЮЩИЕ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ПОСТОЯННОГО ТОКА

Проблема электромагнитной совместимости силовых ВП [111, 124, 145, 150, 215, 226, 254, 304, 319, 343] усугубляется также тем, что непродуманный перенос на цифровые алгоритмы обработки данных известных аналоговых способов управления силовыми преобразователями в надежде улучшить качественные показатели системы управления в целом может вызвать обратный эффект. Причина зачастую заключается в том, что простой перенос на язык «цифры» аналоговых принципов построения вносит в систему дополнительную составляющую дискретизации сигнала управления, определяемую тактовой частотой цифровой системы. Высокочастотные помехи, например, от преобразователя частоты, попадающие в этот диапазон частот преобразуются цифровым контуром в сигналы замедленной дискретизации, частотный спектр которых лежит в области рабочих частот системы управления [71, 97]. По этой причине подобные составляющие не поддаются подавлению, так как отсутствуют критерии, по которым они могут быть «отделены» от полезного сигнала управления.
В соответствии с изложенным, актуальной является задача анализа статических и динамических, причем в широком частотном диапазоне, характеристик различных устройств управления ВП с целыо выбора такого алгоритма построения системы управления силовым преобразователем, который при простоте технической реализации обеспечивал бы высокую статическую и динамическую точность преобразования сигнала управления, обладая при этом повышенной степенью помехоустойчивости, а также способностью адаптироваться к изменяющимся параметрам напряжения сети, что особенно актуально для энергосистем с автономным питанием.
Таким образом, проведенный анализ показал следующее:
- современные энергосистемы как стационарного, так и автономного базирования характеризуются высоким уровнем нестабильности параметров напряжения сети и искажений с трудно предсказуемыми параметрами, зачастую выходящими за допустимые нормы и играющими роль дестабилизирующих факторов в работе не только ВП, но и технологических установок в целом;
- высокий уровень и широкий частотный спектр сигналов помех, генерируемых как со стороны сети, так и непосредственно информационными и силовыми элементами систем управления, не позволяет осуществить их