Создание систем с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями на основе комплекса быстродействующих уточненных моделей

• Автор: Пронин, Михаил Васильевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 292 с. : ил.

ГЛАВА 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ РАБОТ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ

СИСТЕМ С ЭМ И ПИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

§1.1 Обзор и анализ работ по моделированию систем с

ЭМиПП

§ 1.2 Формулировка проблемы, выбор цели и постановка

ЗАДАЧ
ГЛАВА 2 МЕТОДОЛОГИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МАШИНАМИ И ПОЛУПРОВОДНОКОВЫМИ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

§ 2.1 Общая характеристика методологии

§ 2.2 Моделирование систем по связанным подсистемам,

алгоритм расчета, разделение систем на части

§ 2.3 Преобразования схем и уравнений для обеспечения
устойчивости итерационных вычислений
§ 2.4 Метод моделирования ПП при переменной структуре.
Алгоритм расчета
§ 2.5 Учет потерь энергии в ПП
§ 2.6 Применение явного метода Эйлера для решения
дифференциальных уравнений
§ 2.7 Метод расчета баланса мощностей и энергий
§ 2.8 Применение метода симметричных составляющих
для многофазных систем
ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
§3.1 Модель синхронной многофазной машины
§3.2 Приведение обмотки возбуждения синхронной
машины к статору
§ 3.3 Модель машины с постоянными магнитами

§3.4 Учет насыщения стали
§ 3.5 Пуск двигателя СД-800-6 и расчет баланса энергий
§ 3.6 Режимы работы генератора ГС-2500-6,3
§ 3.7 Режимы работы шестифазной машины ПР
§ 3.8 Модель асинхронной многофазной машины
§3.9 Модель асинхронной машины с фазным ротором
§ 3.10 Расчет и сравнение с экспериментом характеристик
шестифазного асинхронного двигателя АДВ
ГЛАВА 4 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
§4.1 Модель трехфазного ти ристорного моста
§ 4.2 Тиристорный регулятор трехфазного напряжения
§ 4.3 Тиристорный преобразователь частоты со звеном
постоянного тока
§ 4.4 12-ПУЛЬСНЫЙ выпрямитель с параллельным
соединением трехфазных мостов
§ 4.5 Расчет искажений напряжения трехфазной сети при
питании полупроводниковых преобразователей
§ 4.6 Трехфазный транзисторный инвертор
§ 4.7 МНОГОТАКТНЫЙ ИНВЕРТОР с фильтрами
§ 4.8 Двухуровневый транзисторный преобразователь
ЧАСТОТЫ СО ЗВЕНОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА
§ 4.9 Трехуровневый инвертор напряжения
§ 4.10 Преобразователи частоты с числом уровней больше
§4.11 Каскадные преобразователи частоты
§ 4.12 Синтез преобразователя частоты с трехфазным и
ОДНОФАЗНЫМИ ИНВЕРТОРАМИ
§ 4.13 Расчет потерь энергии в преобразователях на
транзисторах IGBT
ГЛАВА 5 СИСТЕМЫ С СИНХРОННЫМИ МАШИНАМИ
§5.1 Частотный пуск турбогенераторов
§ 5.2 Приводы рудоразмольных мельниц
§5.3 Приводы вентиляторов шахт
§ 5.4 Преобразователи собственных нужд электропоездов
§ 5.5 Наладка систем управления с использованием
математических моделей
ГЛАВА 6 СИСТЕМЫ С АСИНХРОННЫМИ МАШИНАМИ
§6.1 Пуск короткозамкнутых асинхронных двигателей
ЧЕРЕЗ ТИРИСТОРНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
§ 6.2 Привод насоса с преобразователем ТПЧ-250
§ 6.3 Транзисторные приводы бурового станка
§ 6.4 Транзисторные приводы шахтных вагонов и
самосвалов
§ 6.5 Синтез системы с шестифазным асинхронным
генератором и активным выпрямителем
ГЛАВА 7 РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСА МАТЕМАТИЧЕСКИХ
МОДЕЛЕЙ В C++ BUILDER И В MATLAB
§ 7.1 Комплекс моделей в среде C++ Builder
§ 7.2 Комплекс моделей, разработанный в MATLAB по
новой методологии моделирования
§ 7.3 Комплекс моделей в MATLAB тиристорных
преобразователях с RC-цепями
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
АКТ ВНЕДРЕНИЯ

полупроводниковых элементов в зависимости от работы системы охлаждения, от теплового состояния рп-переходов полупроводников и уровня напряжений определяются статические и динамические потери энергии в ключах. Эти потери учитываются дополнительными резисторами, параметры которых регулируются в соответствии с изменениями режима работы систем. Такое представление ПП позволяет достичь одновременно высокого быстродействия программ, устойчивости вычислений и точности расчетов (см. § 4.13). Новизна описанного подхода к моделированию систем с ПП заключается в определенной идеализации ПП на этапе постановки задачи, в выборе цепей для включения дополнительных резисторов, в использовании специальных алгоритмов расчета, содержащих расчет потерь энергии, расчет мгновенных значений действующих токов в дополнительных резисторах, фильтрацию указанных потерь энергии и токов и вычисление мгновенных параметров дополнительных резисторов.
Особенностью методологии моделирования является также объединение в едином алгоритме электромагнитных, электромеханических и тепловых расчетов, которые выполняются с учетом работы систем управления. Такое объединение позволяет повысить точность расчетов электромагнитных параметров систем, потерь энергии, температур, осуществлять анализ и синтез систем с учетом многих факторов.
§ 2.6 Применение явного метода Эйлера для решения дифференциальных уравнений
В алгоритмах расчета рис.2.2.2 и 2.4.1 в итерационном цикле определяются производные переменных в следующем виде:
§ = /.(4 (2.6.1)
где / - время, /„ - ток или какая-либо другая переменная, п - номер переменной,/^/) - значения производных.