Математическое моделирование импульсно-модуляционных систем с коррекцией коэффициента мощности

• Автор: Малаханов, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ

ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.

1.1 Пути улучшения энергетических показателей и электромагнитной совместимости импульсных преобразователей электроэнергии с сетью 1.2 Классификация устройств коррекции коэффициента мощности.

1.2.1 Однофазные корректоры коэффициента мощности

1.2.2 Трехфазные ККМ и КРМ.

1.3 Особенности динамики и методов построения математических моделей импульсномодуляционных систем с коррекцией коэффициента
мощности

Основные выводы по главе.

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПОВЫШАЮЩЕГО ТИПА И
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ККМ НА ЕГО ОСНОВЕ.
2.1 Математическое описание преобразователя напряжения повышающего типа с системой управления на базе умножителя.
2.1.1 Математическая модель преобразователя
2.1.2 Алгоритмы поиска периодических реэюимов и расчета карт динамических режимов ККМ на базе модели повышающего преобразователя напряжения
2.2 Математическое описание однофазного ККМ с САУ на базе
умножителя с Прегуляторами в контурах регулирования.
2.3 Математическое описание однофазного ККМ с САУ на базе
умножителя с ПИрегулятором внешнего контура регулирования.
2.4 Математическое описание однофазного ККМ с САУ на базе

Основные выводы по главе.
ГЛАВА З АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ККМ С
РАЗНОЙ ТОПОЛОГИЕЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
3.1 Анализ энергетических характеристик однофазного ККМ с САУ на
базе умножителя с Прегуляторами в контурах регулирования.
3.2 Анализ энергетических характеристик однофазного ККМ на базе умножителя с ПИрегулятором в контуре управления напряжением и П
регулятором в контуре управления током
3.3 Анализ энергетических характеристик однофазного ККМ с системой
управления на базе ОСС
3.4 Спектральный анализ ККМ с различными топологиями систем
управления
Основные выводы по главе.
ГЛАВА 4 АНАЛИЗ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С
КОРРЕКЦИЕЙ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ.
4.1 Нелинейная динамика в однофазных ККМ.
4.2 Анализ динамических режимов в ККМ и импульсном преобразователя напряжения повышающего типа.ИЗ
4.2.1 Анализ однопараметрических диаграмм периодических режимов
4.2.2 Карты динамических реэюимов и инженерные характеристики
преобразователя.
4.2.3 Проблемы расширения границ области эксплуатационного режима
корректора коэффициента мощности
Основные выводы по главе.
ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ИМПУЛЬСНОМОДУЛЯЦИОННЫХ
СИСТЕМ С ККМ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Описание программного комплекса РЕСВообЬ.
5.1.1 Формулирование требований к программному комплексу
5.1.2 Структура и интерфейс программного комплекса
5.2 Сравнение получаемых результатов моделирования ККМ в
РРСВообЬ и ОгСаб
5.3 Внедрение результатов исследований
Основные выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


МшЬаЬ осуществлять автоматизированный расчет замкнутой системы и параметрический синтез элементов схемы замещения, обеспечивающих максимально выгодные значения энергетических показателей. Реализация результатов работы. ООО Компания Промышленная Электроника г. Томска. Брянском государственном техническом университете при подготовке студентов по специальности Промышленная электроника, в курсах Методы анализа и расчета электронных схем, Теория нелинейных импульсных систем и Импульсномодуляционные системы. Математические модели импульсных корректоров коэффициента мощности и повышающего преобразователя напряжения, методики и алгоритмы их численноаналитического решения, алгоритмы поиска периодических режимов и расчета диаграмм динамических режимов ККМ в пространстве параметров. Установленные при моделировании закономерности изменения энергетических показателей корректоров коэффициента мощности в зависимости от значений параметров силовой части и систем управления. Результаты исследований нелинейных динамических режимов корректоров коэффициента мощности и повышающего преобразователя напряжения. Программный комплекс для моделирования и автоматизации инженерных расчетов импульсномодуляционных систем с коррекцией коэффициента мощности и повышающего преобразователей постоянного напряжения, а также результаты его практического применения. Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на 6й Международной конференции Распознавание, г. Москва на й конференции профессорскопреподавательского состава БГТУ на международной выставкеИнтернетконференции Энергообеспечение и безопасность, г. Орел на научных семинарах кафедр Автоматизированный электропривод и Компьютерные технологии и системы БГТУ в гг. Публикации. Основное содержание диссертации отражено в печатных работах, в том числе 1 в рецензируемом журнале, входящем в перечень ВАК. Имеется Свидетельство об отраслевой регистрации программной разработки 2, Приложение Б, зарегистрированное в Отраслевом фонде алгоритмов и программ. Современные системы преобразования параметров электрической энергии обеспечивают достаточно высокую совместимость преобразователя с нагрузкой благодаря применению высокочастотных импульсных способов регулирования потоков энергии, что обусловливает заданное качество выходного сигнала. Однако, основной проблемой при использовании любого преобразовательного устройства является обеспечение электромагнитной совместимости с питающей сетью для исключения помех, распространяемых по сети, и минимизации потерь мощности. Современные нормы, регламентируемые государственными стандартами и , определяют нормы качества электрической энергии в системах общего назначения и требуемое качество потребляемого из сети тока с целью минимизации как генерируемой реактивной мощности, потребляемой из сети, так и мощности искажений. Под электромагнитной совместимостью ЭМС понимается способность технических средств ТС нормально функционировать при наличии непреднамеренных электромагнитных помех из питающей сети кондуктивных и из окружающей среды индуктивных, не создавая при этом недопустимых помех для питающей сети и окружающей среды. Также в определены требования по измерениям показателей качества электроэнергии. Стандарт , введенный в действие с января г, определяет уровень влияние на питающую сеть высших гармонических составляющих потребляемого из сети тока, а именно эмиссию высших гармоник тока в питающую сеть в зависимости от класса преобразователей. Э ТС с потребляемым током, характеризующимся специальной прямоугольной формой и активной мощностью, не превышающей 0 Вт. Для каждого из классов преобразователей в приведены нормы эмиссии максимально допустимых гармонических составляющих тока. Например, для ТС класса А необходимо соблюдать условия табл. Таблица 1. Как следует из , любое современное ТС должно иметь ограниченное количество высших гармоник потребляемого тока, т. I действующее значение тока сети соБфр величина сдвига первой гармоники тока
относительно питающего напряжения соБф, , . Коэффициент мощности показатель, характеризующий линейные и нелинейные искажения, вносимые нагрузкой в электросеть.