Керування однофазним фільтро-компенсуючим пристроєм на основі широтно-імпульсного перетворювача - Автореферат

Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному: - на основі принципу представлення функції впливу у вигляді суми добутків неперіодичної решіткової функції і періодичної кусково-неперервної функції проведено аналіз електромагнітних процесів і одержано закони керування фільтро-компенсуючим перетворювачем у системі з нелінійним навантаженням; на основі аналізу системи за умовами балансу енергії і рівномірного розподілу енергії джерела отримано енергетичні співвідношення між інтервалами постійності структури, що дозволяють визначити параметри накопичувальних елементів фільтро-компенсуючого перетворювача. запропоновано алгоритм керування фільтро-компенсуючим перетворювачем на основі мікропроцесору, який забезпечує високі енергетичні показники системи при роботі з нелінійними навантаженнями. Робота [4] написана особисто; в працях, опублікованих в співавторстві, здобувачу належать: в роботі [1] - отримання законів керування в режимах інвертування та споживання реактивної потужності, в роботі [2] - розробка принципу формування опорної напруги з кратно-адаптивною дискретизацією і аналіз погрішності апроксимації, в роботі [3] - проведення порівняльного аналізу основних критеріїв визначення реактивної потужності та огляд основних груп компенсуючих пристроїв; в роботі [5] - дослідження роботи паралельного перетворювача в режимах компенсації реактивної потужності і джерела безперебійного живлення. Період напруги мережі можна розділити на інтервали, протягом яких енергія може передаватися з мережі у ємнісний накопичувач перетворювача КП (режим споживання енергії - С), або з накопичувача назад у мережу (режим інвертування - І).У дисертаційній роботі встановлено закони керування фільтро-компенсуючим перетворювачем паралельного типу, які забезпечують високі енергетичні показники системи при роботі з нелінійними навантаженнями. На основі принципу представлення функцій впливу у вигляді суми добутків неперіодичної решіткової функції і періодичної кусочно-неперервної функції розроблено алгоритм розрахунку усталеного режиму роботи систем з нелінійними навантаженнями, за допомогою якого знайдено закони керування фільтро-компенсуючим перетворювачем. Проведено аналіз схеми компенсатору за умовами балансу енергії і рівномірного розподілу енергії джерела та отримані енергетичні співвідношення, що дозволяють визначати параметри схеми фільтро-компенсуючого перетворювача. Виконано розрахунки фільтро-компенсуючого перетворювача по середніх значеннях струмів і напруг і розроблено модель фільтро-компенсуючого перетворювача, що дозволяє спростити задачу аналізу і розрахунку параметрів елементів схеми при зміні навантаження.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

У дисертаційній роботі встановлено закони керування фільтро- компенсуючим перетворювачем паралельного типу, які забезпечують високі енергетичні показники системи при роботі з нелінійними навантаженнями. Одержані науковообгрунтовані результати в сукупності мають суттєве значення для розвитку перетворювальної техніки.

1. На основі проведеного огляду основних критеріїв визначення реактивної потужності показано, що в лінійних і нелінійних електричних колах з несинусоїдальними процесами використання різних методів інтегральної оцінки складових повної потужності призводить до різних результатів. Показано, що для отримання однозначного результату і досягнення високих енергетичних показників системи живлення необхідно використовувати миттєві характеристики енергетичного процесу.

2. На основі огляду існуючих пристроїв корекції коефіцієнту потужності доведено, що найбільш перспективним компенсуючим пристроєм, що забезпечує необхідну форму споживаваного струму є фільтро- компенсуючий пристрій на основі широтно-імпульсного перетворювача, здатний виконувати свої функції в широкому діапазоні зміни нелінійності навантаження.

3. На основі принципу представлення функцій впливу у вигляді суми добутків неперіодичної решіткової функції і періодичної кусочно- неперервної функції розроблено алгоритм розрахунку усталеного режиму роботи систем з нелінійними навантаженнями, за допомогою якого знайдено закони керування фільтро- компенсуючим перетворювачем.

4. Проведено аналіз схеми компенсатору за умовами балансу енергії і рівномірного розподілу енергії джерела та отримані енергетичні співвідношення, що дозволяють визначати параметри схеми фільтро- компенсуючого перетворювача.

5. Виконано розрахунки фільтро- компенсуючого перетворювача по середніх значеннях струмів і напруг і розроблено модель фільтро- компенсуючого перетворювача, що дозволяє спростити задачу аналізу і розрахунку параметрів елементів схеми при зміні навантаження.

6. На основі запропонованої моделі розроблено методику розрахунку схеми фільтро- компенсуючого перетворювача паралельного типу, з допомогою якою знаходяться: - робочі характеристики фільтро- компенсуючого перетворювача з умов балансу енергії і рівномірного розподілу енергії джерела;

- параметри реактивних елементів схеми, значення напруги на ємнісному накопичувачі і амплітуда стабілізуючого струму;

- закони керування фільтро- компенсуючим перетворювачем.

7. Запропоновано два алгоритми керування фільтро- компенсуючим перетворювачем на основі системи з двома контурами зворотного звязку та мікропроцесорної системи, які дозволяють стабілізувати значення напруги на ємнісному накопичувачі і забезпечити задану форму вхідного струму згідно з отриманими законами керування.

8. У пакеті програм TCAD створено модель фільтро- компенсуючого перетворювача з мікропроцесорною системою керування та отримано часові характеристики системи. Доведено, що для випрямляча з активно-ємнісним навантаженням використання фільтро-компенсуючого перетворювача паралельного типу дозволяє поліпшити коефіцієнт потужності системи в 1.36 рази (до значення ).

9. Для мікропроцесорної системи керування компенсуючим пристроєм впроваджено принцип кратно-адаптивної дискретизації, який дозволяє зменшити надмірність закодованої в ПЗУ інформації про форму опорного сигналу в порівнянні з принципом рівномірної дискретизації.

ПЕРЕЛІК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗДОБУВАЧА ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Жуйков В.Я., Нгуен Лыхай Тунг. Условие компенсации реактивной мощности высокочастотным преобразователем параллельного типа // Электроника и связь. - 1998. - №5. - С. 82-85.

Нгуен Лыхай Тунг, Гулый В.Д. Цифровой генератор аналоговых сигналов с кратно- адаптивной дискретизацией // Электроника и связь. - 1997. - №2. - С. - 378-382.

Нгуен Лыхай Тунг, Тодоренко В.А., Гулый В.Д. Сравнительный анализ основных критериев определений реактивной мощности и перспективы развития статических компенсирующих устройств // Электроника и связь. - 1997. - №3. - С. 54-57.

Нгуен Лыхай Тунг. Высокочастотный компенсатор реактивной мощности с источником резервного питания // Электроника и связь. - 1999. - №6. - C. 31-38.

Todorenko A.V., Nguyen Lu Hai Tung, Jacek Rusinski. A Power Factor Conditioner with Uninteruptible Power Supply Capability // Elektrotechnika Prady Niesinusoidalne EPN’98, Zielona Gora. - 1998. - v.2. - pp. 467-474.