Главная » 2014 » Июнь » 20 » Скачать Исследование электромагнитных процессов в компенсированном преобразователе частоты. Дзюба, Михаил Александрович бесплатно
3:41 AM
Скачать Исследование электромагнитных процессов в компенсированном преобразователе частоты. Дзюба, Михаил Александрович бесплатно
Исследование электромагнитных процессов в компенсированном преобразователе частоты
Диссертация
Автор: Дзюба, Михаил Александрович
Название: Исследование электромагнитных процессов в компенсированном преобразователе частоты
Справка: Дзюба, Михаил Александрович. Исследование электромагнитных процессов в компенсированном преобразователе частоты : диссертация кандидата технических наук : 05.09.12 Челябинск, 2004 157 c. : 61 05-5/466
Объем: 157 стр.
Информация: Челябинск, 2004
Содержание:
1 Анализ схемных решений преобразователей частоты со звеном постоянного тока
11 Схемы выпрямителей, используемые в составе преобразователей частоты
12 Сравнение вариантов схем автономных инверторов тока
13 Анализ суш;ествующих исследований преобразователей частоты со звеном постоянного тока
14
Выводы по главе
2 Исследование статических характеристик компенсированного преобразователя частоты
21 Аналитическая связь параметров выпрямителя и автономного инвертора тока
22 Внешние и энергетические характеристики выпрямителя и их влияние на автономный инвертор тока
23 Входные и внешние характеристики автономного инвертора тока
24
Выводы по главе
3 Исследование электромагнитных процессов в компенсированном преобразователе частоты в установившихся и переходных режимах
31 Представление комплекса «питающая сеть -компенсированный выпрямитель сглаживающий дроссель автономный инвертор тока нагрузка» цепью с многополюсными компонентами
32 Формирование полной системы уравнений комплекса
33 Анализ свойств компенсированного преобразователя частоты в установившихся режимах
34 Динамические процессы в компенсированном преобразователе частоты
35
Выводы по главе
4 Подтверждение теоретических выводов и инженерная методика расчета
41 Экспериментальное исследование электромагнитных процессов в компенсированном преобразователе частоты
42 Инженерная методика расчета компенсированного преобразователя частоты
43 Пример расчета компенсированного преобразователя частоты
44
Выводы по главе
Введение:
Актуальность проблемы. Одной из важнейших в политике энергосбережения является проблема снижения потерь и повышения качества электрической энергии в электрических сетях энергоемких производств. Современные тенденции развития технологий требуют использования систем электроснабжения на основе устройств силовой преобразовательной техники (СПТ). Большой шаг, сделанный в последние годы в области создания новых классов электронных приборов, таких структур как ОТО, IGCT тиристоры и IGBT транзисторы, определяет направление совершенствования СПТ. Создаются системы электроснабжения с мощными выпрямителями на основе указанных приборов. Улучшаются уже известные способы повышения электромагнитной совместимости СПТ с питающей сетью (ПС) за счет новых схемных решений, алгоритмов и способов управления на базе современных силовых вентилей. Однако наряду с хорошей управляемостью процессами такие системы пока еще имеют ряд недостатков, связанных со сложностью как схемных решений, проектированием, наладкой и эксплуатацией, так и с достаточно высокими экономическими затратами. Поэтому по-прежнему остается актуальной задача создания простых как в исполнении, так и в эксплуатации, но вместе с тем и эффективных устройств СПТ, использующих принципы полезного применения естественных физических свойств индуктивноемкостных схем. Это позволяет проектировать максимально надежные, не требующие больших затрат системы электроснабжения на основе СПТ, удовлетворяющие всем современным требованиям по энергосбережению.Уже существует ряд хорошо проработанных в этом направлении теорий компенсированных выпрямителей. Однако область возможного использования этого класса выпрямителей становится шире, если учесть, что в качестве нагрузки может выступать не только элемент с неизменной топологией в виде двигателя постоянного тока, электролизной серии и других подобных им, но и автономный инвертор, составляющий в купе с выпрямителем преобразователь частоты (ER) со звеном постоянного тока.Все чаще для электротехнологий требуются источники питания с регулируемой частотой на основе эффективных, энергосберегающих преобразователей. В связи с этим актуальной задачей развития соврехМенной преобразовательной техники является проведение дополнительных исследований по работе компенсированных выпрямителей на нагрузку с изменяемой топологией, оказывающую влияние на процессы, происходящие во всем комплексе «питающая сеть компенсированный выпрямитель — сглаживающий реактор - автономный инвертор — нагрузка».Цель работы. Целью диссертационной работы является исследование нового типа ЕЙ со звеном постоянного тока, построенного на основе совместной работы компенсированного выпрямителя и автономного инвертора тока.Идея работы заключается в использовании компенсированных выпрямителей в составе ПЧ со звеном постоянного тока.Методы исследования. В основу анализа статических характеристик комплекса на математической модели положен метод основной гармоники.Для анализа электромагнитных процессов в компенсированном преобразователе частоты (КПЧ) с помощью цифровой модели при формировании полной системы уравнений применялись теория графов и СхМешанный контурно-узловой метод (СКУ). Численное рещение полной системы уравнений на ЭВМ проводилось с помощью метода Рунге-Кутта.При оценке спектрального состава напряжений и токов использован метод гармонического анализа. Так же были применены элементы дифференциального и интегрального исчислений.Научные положения и результаты, выносимые на защиту: — возможность совместной работы компенсированного выпрямителя с автономным инвертором тока; — для снижения уровня потребления реактивной мощности ГТЧ со звеном постоянного тока целесообразно использовать схемы на основе компенсированных выпрямителей; — установленное оборудование ПЧ с двенадцатифазными компенсированными выпрямителями с фильтрацией в коммутирующие конденсаторы нечетнократных - пятой и седьмой гармоник токов преобразовательных блоков используется эффективнее, чем при традиционных способах компенсации реактивной мощности; — результаты теоретических и экспериментальных исследований электромагнитных процессов в КПЧ. Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректным использованием метода основной гармоники при общепринятых допущениях в математической модели, смешанного контурно-узлового метода и метода Рунге-Кутта при цифровом моделировании, а так же удовлетворительным совпадением результатов теоретических исследований с экспериментальными данными.Научное значение работы: — впервые получено аналитическое выражение связи основных параметров компенсированного выпрямителя и автономного инвертора тока; — впервые разработана цифровая модель КПЧ с учетом конечного значения индуктивного сопротивления сглаживающего реактора, активных сопротивлений и токов намагничивания трансформатора и реакторов; — результаты анализа электромагнитных процессов в КПЧ позволили сформулировать критерии выбора элементов силовой части предложенной схемы.Практическое значение работы: — предложена новая энергоэффективная схема преобразователя частоты со звеном постоянного тока; — разработана инженерная методика расчета, позволяющая рассчитать параметры основных элементов, предложенной схемы КПЧ; — разработана и реализована физическая модель КПЧ, с помощью которой подтверждены теоретические выводы.Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы приняты к использованию ОАО «Южноуральский арматурно-изоляторный завод» при реконструкции установки плавки металла на основе тиристорного преобразователя частоты.Оформленные в виде отдельных разделов и математических моделей результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс ЮУрГУ в курсах «Основы энергосберегающей энергетической электроники», «Системы электроснабжения на основе устройств силовой преобразовательной техники».Апробация работы. Основные теоретические положения, результаты и выводы диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-практических конференциях ЮУрГУ, на Международной научно-технической конференции «Уральская металлургия на рубеже тысячелетий» (ЮУрГУ, г. Челябинск, 1999), научно-практической конференции «Энергосбережение в промышленности и в городском хозяйстве» (ЮУрГУ, г. Челябинск, 2000), Межотраслевой научно-технической конференции «Дни науки ОТИ МИФИ» (г. Озерск, апрель 2002), Научно-технической конференции «Электроснабжение, электрооборудование, энергосбережение» (г. Новомосковск, 2002).Публикации. По результатам работы опубликовано 7 печатных трудов.Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.Содержит 80 стр. основного текста, 47 иллюстраций, 9 стр. списка литературы из 75 наименований, 3 приложения. Общий объем работы составляет 157 стр.