Теоретичні положення створення енергоефективного напівпровідникового перетворювача для компенсації неактивних складових повної потужності і пристроїв керування ним на основі сучасних теорій потужності, за принципом двоканальної структури силової схеми.
Аннотация к работе
Завдання розробки нових ефективних підходів до керування якістю електроенергії в процесі її генерації, перетворення і споживання вирішуються на різних рівнях - від компаній, що постачають електроенергію, до конкретного споживача. Здобувач був відповідальним виконавцем НДР МОН України: «Розробка теоретичних основ і дослідження компенсованих керованих випрямлячів» (№ДР 0103U001542), «Поліпшення електромагнітної сумісності напівпровідникових перетворювачів електроенергії засобами мікропроцесорного керування» (№ДР 0198U005686), «Розробка й дослідження методів підвищення швидкодії мікропроцесорних контролерів для систем керування напівпровідниковими перетворювачами» (№ДР 0194U044250), спільного українсько-польського проекту «Розробка й дослідження активних енергетичних фільтрів для поліпшення якості електричної енергії» (№ДР 0101U005264), госпдоговірної НДР «Пряме мікропроцесорне керування випрямлячем за обчислювальним прогнозом» (АТ «Елтехком, м. Метою дисертаційної роботи є розробка теоретичних положень створення енергоефективного перетворювача для компенсації неактивних складових повної потужності і пристроїв керування ним на основі сучасних теорій потужності, за принципом двоканальної структури силової схеми, системи керування цифрового типу, що реалізує ідеї керування за прогнозом. вперше розроблено теоретичні положення і критерії розрахунку параметрів силової схеми компенсатора неактивних складових повної потужності із двоканальною структурою силової схеми, які дозволяють реалізувати комплексний підхід до вирішення проблеми якості електроенергії мережі живлення; Практичне значення одержаних результатів в галузі напівпровідникових пристроїв підвищення якості електроенергії та поліпшення електромагнітної сумісності споживачів електроенергії з мережею живлення полягає в тому, що запропоновано способи і алгоритми керування компенсатором неактивних складових повної потужності із двоканальною структурою силової схеми, що забезпечують високі динамічні показники пристрою, високу точність регулювання необхідних параметрів електроенергії живильної мережі в точці підключення компенсатора, забезпечують керування з урахуванням мінімізації окремих параметрів, що регулюються.При визначенні миттєвих активної й реактивної потужностей у сучасних теоріях потужності використані наступні умови: розглядаються тільки трифазні системи електропостачання; при цьому однофазна система є граничним випадком розсиметрованої багатофазної системи з нескінченно великими опорами навантаження у всіх фазах, крім однієї; миттєва активна і реактивна потужності визначаються через результуючі вектори напруги й струму в площині або в тривимірному просторі; координати просторового результуючого вектора напруги однозначно визначаються миттєвими значеннями фазних напруг системи, а координати просторового вектора струму - миттєвими значеннями фазних струмів навантаження. У першому випадку тотожньо дорівнює нулю миттєва реактивна потужність - варіанти 11, 21, 31, 41; у другому - дорівнює нулю середня активна потужність - варіанти 12, 22,32, 42, 16, 26, 36, 46; у третьому - відсутні пульсації як миттєвої активної, так і миттєвої реактивної потужності - варіанти 11,12,13 у табл.1. Розглянуто головні технічні вимоги, які предявляються до сучасних ДРП - плавність регулювання потужності, можливість роботи з номінальною потужністю в обох режимах (споживання й генерування) і плавним переходом з одного режиму в інший, малий рівень гармонік у кривій струму мережі, малі питомі втрати активної потужності. Показано ефективність рішення проблеми фільтрації вищих гармонік мережі живлення з використанням активної фільтрації (компенсації) вищих гармонік струму або напруги із застосуванням додаткового джерела енергії для одержання сигналу, що компенсує, у вигляді струму або напруги. Активні втрати в силовій схемі мінімізуються завдяки, з однієї сторони, відсутності широтно-імпульсної модуляції при керуванні тиристорними мостами і, з іншої сторони, роботі інвертора напруги зі струмами, значно меншими номінальних струмів мережі живлення.Отримані за допомогою експерименту на математичній моделі залежності амплітуди сьомої гармоніки струму мережі від напруги на конденсаторі ємнісного накопичувача підтверджують результати, отримані за допомогою аналітичних виразів (5-7), наведені на рис.4.У дисертаційній роботі розвязано науково-прикладну проблему обґрунтованого створення енергоефективного пристрою компенсації неактивних складових повної потужності і системи керування ним на основі сучасних теорій потужності, на принципі двоканальної структури силової схеми, системи керування цифрового типу, що реалізує ідеї керування за прогнозом, створені алгоритми керування двоканальним компенсатором і програми керування в реальному масштабі часу.