автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Электрическое сопротивление в сварочном оборудовании и компенсация влияния его неактивных составляющих на эффективность эксплуатации питающей сети

РГВ од

~Ь пОЛ ;1

ШЕВЦОВ Александр Александрович

На правах рукописи

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В СВАРОЧНОМ ОБОРУДОВАНИИ И КОМПЕНСАЦИЯ ВЛИЯНИЯ ЕГО НЕАКТИВНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПИТАЮЩЕЙ СЕТИ.

пециальность 05.03.06 - Технология и машины сварочного производства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тольятти 2000

Работа выполнена в Тольятганском политехническом институте.

Научные руководители: доктор технических наук,

доцент Агунов М.В. доктор технических наук, профессор Столбов В.И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Сидоров В.П.

кандидат технических наук, ст. науч. сотр. Теряев Н.Р.

Ведущая организация: ОАО "Трансформатор" г. Тольятти

Защита состоится " Ь " 2000 г. в часов в актовом

зале корпуса НИС на заседании диссертационного совета К.064.43.01 в Тольяттинском политехническом институте по адресу: 445667, Тольятти, ул. Белорусская, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТолПИ.

Автореферат разослан" 3/ " И'Ь^ТЯ 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н., доцент

кем-

раснопевцев АЛО.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Широкое использование в промышленности сварочного оборудования приводит к искажениям сетевого напряжения и тока, вызывая негативное влияние на питающую сеть. Искажение сетевого напряжения и тока отрицательно сказывается на работе электронно-вычислительной, измерительной и телеметрической аппаратуры, аппаратуры автоматики и связи, чувствительной к высокочастотным гармоническим составляющим напряжения питающей сети. Неблагоприятное воздействие несинусоидальных режимов питающей сети приводит к высокой вероятности возникновения экономического ущерба из-за нарушения работы указанных видов аппаратуры.

В то же время, современные тенденции ужесточения требований к энергетической экономичности электротехнологического оборудования, вызванные постоянным повышением цен на электрическую энергию, усиливают интерес к энергосберегающим технологиям, к которым относится и компенсация неактивных составляющих мощности.

Вопросам компенсации неактивных составляющих мощности посвящен ряд работ отечественных и зарубежных исследователей: Агунова М.В., Акаджи X., Демирчяна К.С., Джюджи Л., Зиновьева Г.С., Маевского O.A., Матура P.M. и др.

Компенсация неактивных составляющих мощности является одним из основных способов повышения качества питающей сети, а использование компенсирующих устройств совместно со сварочным оборудованием приводит к улучшению его энергетических характеристик. Однако резкоперемен-ный характер сварочного оборудования как нагрузки питающей сети, а также наличие нескольких этапов его работы затрудняют использование совместно с ним традиционных компенсирующих устройств, таких как синхронные компенсаторы, статические конденсаторы, фильтро-компенсирующие LC-цепи, что требует разработки новых устройств и способов компенсации.

При проектировании и эксплуатации сварочного оборудования требуется определение его энергетических параметров и внутренних сопротивлений. Такая задача возникает при анализе сварочного источника питания на электромагнитную совместимость с питающей сетью или другим электротехнологическим оборудованием, при вычислении электрических потерь, когда необходимо экспериментально определить активное сопротивление то-коведущих частей.

Вопросы математического моделирования и анализа сварочной дуга, разработки схем замещения сварочной дуги и источников питания с точки зрения обеспечения горения дуги исследованы'в работах ряда ученых: Касси A.M., Лакомского В.И., Лебедева В.К., Майра О., Патона Б.Е., Пентегова И.В., Рыкалина H.H., Сидорова В.П., Столбова В.И., Хренова К.К., Шельгазе М. и др.

В случае периодических синусоидальных питающего напряжения и

потребляемого тока, т.е. при линейной нагрузке, задача нахождения параметров схемы замещения может быть решена традиционными методами. Однако при наличии нелинейных сопротивлений в цепях электроприемника, вычисление активных сопротивлений и проводимостей в его эквивалентной схеме затруднено. В случае же, когда необходимо составить схему замещения сварочного аппарата во время процесса сварки, как для пассивного двухполюсника, потребляющего энергию из сети, единой методики определения эквивалентных параметров схемы замещения не существует.

Поэтому разработка методики определения активной составляющей сопротивления сварочного оборудования во время процесса сварки, а также разработка новых способов и устройств компенсации неактивных составляющих мощности представляют определенный интерес и являются актуальными.

Диссертационная работа является составной частью исследований, проводимых в Тольяттинском политехническом институте по г/б НИР №06534 "Исследование составляющих электрического сопротивления в нелинейных и параметрических электрических цепях и их математическое моделирование".

Цель работы. Снижение влияния неактивных составляющих сопротивления сварочного оборудования на эффективность эксплуатации питающей сети.

Для достижения этой цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Найти выражения для определения активных составляющих сопротивления и проводимости в последовательной и параллельной схемах замещения сварочного оборудования.

2. Сформулировать условия электромагнитной совместимости системы "источник питания — сварочная дуга" с питающей сетью и определить пути ее обеспечения.

3. Выполнить анализ энергетических характеристик сварочного оборудования.

4. Разработать новые способы и устройство компенсации неактивных составляющих сопротивления сварочного оборудования.

5. Экспериментальными исследованиями подтвердить работоспособность предложенного устройства компенсации.

Методы исследований. При решении поставленных в диссертационной работе задач использовался аппарат рядов Фурье, методы теории электрических цепей, методы численного интегрирования.

Достоверность исследований и методов расчета проверялась путем сопоставления результатов расчетов по аналитическим соотношениям с результатами экспериментов.

Научная новизна. В диссертационной работе получены и выносятся на защиту следующие новые научные результаты:

1. Впервые установленная зависимость между мгновенными значениями тока и напряжения нелинейного двухполюсника и значением активной составляющей сопротивления в последовательной и проводимости в параллельной схемах замещения нелинейного двухполюсника.

2. Сформулированные условия электромагнитной совместимости системы "источник питания - сварочная дуга" с питающей сетью.

3. Способы компенсации неактивных составляющих мощности.

4. Новая структура источника питания сварочной дуги с повышенным коэффициентом мощности.

Практическая ценность. Разработана методика определения активных составляющих сопротивления в электрических цепях несинусоидального тока и напряжения, позволяющая вычислять активные составляющие полного сопротивления сварочного оборудования для последовательной и параллельной схем замещения, являющихся основой для выработки рекомендаций по разработке оптимальных режимов энергоснабжения сварочного оборудования.

Сформулированы условия электромагнитной совместимости системы "источник - нелинейная нагрузка", позволяющие оценивать степень электромагнитной совместимости системы "источник питания - сварочная дуга" и питающей сети.

Разработан новый динамический способ полной компенсации неактивных составляющих мощности, позволяющий скомпенсировать негативное влияние на питающую сеть неактивных составляющих сопротивления сварочного оборудования.

Предложена новая структура источника питания сварочной дуги с повышенным коэффициентом мощности.

Внедрение результатов работы. Результаты работы используются в учебном процессе Поволжского технологического института сервиса, а также в производственном процессе МУП "Тольяттинское троллейбусное управление" г. Тольятти при оптимизации электрических параметров электротехнологического оборудования, что позволило компенсировать его негативное влияние на питающую сеть.

Апробаиия работы. Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено на:

Юбилейной научно-технической конференции (Тольятти, 1997); Научно-технической конференции "Проблемы технического управления в региональной энергетике" (Пенза, 1998).

Научно-технической конференции "Проблемы технического управления в региональной энергетике" (Пенза, 1999).

Ш-ей Международной научно-технической конференции "Математическое моделирование в электротехнике, электронике и электроэнергетике" (Львов, 1999).

VI Международной конференции "Проблемы современной электротехники - 2000" (Киев, 2000)

г Семинарах Электротехнического факультета Тольяттинского политехнического института.

Публикации. По теме диссертации опубликовано лично и в соавторстве 13 работ, в том числе 6 научных статей, 5 тезисов докладов на научно -технических конференциях, 2 описания изобретения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 111 наименований. Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста, иллюстрации на 27 страницах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируются цель и основные задачи диссертации, излагаются методы исследования, отражается научная новизна, отмечается практическая значимость и реализация результатов работы.

В первой главе рассматриваются различные источники питания сварочной дуги на основе сварочных трансформаторов. Показывается, что конструктивные особенности таких источников питания, в частности, распределенные и сосредоточенные индуктивности, значительно снижают коэффициент мощности источников. Приводятся наиболее известные на сегодняшний день модели сварочной дуги и выполняется анализ возможности их использования при решении задачи электромагнитной совместимости системы "источник питания - сварочная дуга" с питающей сетью. На основе анализа этапов обеспечения электромагнитной совместимости сварочного оборудования с питающей сетью, делается вывод о необходимости отыскания выражений в замкнутой форме для определения активных составляющих схем замещения системы "источник питания - сварочная дуга", справедливых для цепей с несинусоидальными токами и напряжениями.

Увеличивающаяся в последние годы стоимость электроэнергии вызывает усиление интереса к энергосберегающим технологиям и мероприятиям, направленным на ограничение потребления электроэнергии. Уменьшение энергопотребления, в свою очередь, снижает долю электроэнергии в стоимости конечной продукции промышленных предприятий.

В то же время, нормы по качеству электроэнергии для поставщиков электроэнергии согласно ГОСТ 13109-97 разрешают большие нормально-допустимые и предельно-допустимые значения коэффициента искажения синусоидальности кривой сетевого напряжения, позволяя поставщикам электроэнергии снижать качество сетевого напряжения, допуская усложнение гармонического состава кривой сетевого напряжения и, как следствие, увеличение потребляемой электротехнологическим оборудованием полной мощности.

Значительная нелинейность сварочной дуги приводит к появлению не только сдвига основной гармоники тока относительно основной гармоники

питающего напряжения, но и к потреблению из питающей сети высших гармонических составляющих тока. Это, с учетом масштабов использования сварочных процессов на промышленных предприятиях, приводит к значительному ухудшению качества питающей сети, а зачастую требует организации отдельного от остальных потребителей энергоснабжения таких производств.

Сварочные трансформаторные источники, являются одним из наиболее распространенных типов сварочных источников питания дуги переменного тока. Они имеют довольно высокий КПД - 87-89%, однако, наличие сосредоточенных и распределенных (конструкции с повышенными потоками рассеяния) индуктивностей, обуславливает низкий коэффициент мощности у таких источников. В свою очередь, низкое значение коэффициента мощности означает наличие в составе потребляемой источником полной мощности неактивных составляющих, вызывающих непроизводительные потери электрической энергии.

Решением проблемы улучшения качества сети и снижения потребляемой мощности может стать использование совместно с существующими сварочными источниками питания различных компенсирующих устройств, представляющих собой как самостоятельное оборудование, так и являющихся составными узлами источников питания.

Вопросам анализа и расчета сварочных трансформаторов и дросселей посвящен целый ряд работ, в которых предлагаются различные методики расчета сварочных трансформаторов и дросселей, рассмотрены схемы замещения сварочных трансформаторов различных типов. Большое внимание уделено вопросам оценки влияния параметров сварочной дуги на характеристики источников питания. Однако приводимые модели не позволяют оценивать влияния источников питания в совокупности с горящей дугой, как единой системы, на питающую сеть, что необходимо для формулировки выводов об электромагнитной совместимости сварочного оборудования в процессе сварки с питающей сетью и выработке мероприятий по ее достижению.

Повышение коэффициента мощности возможно за счет компенсации неактивных составляющих сопротивления, которые во многом определяются характером и параметрами дуги. В этой связи, при разработке средств повышения коэффициента мощности, большое значение приобретают адекватные модели дуги, рассматриваемые с целью составления более общей модели сварочного источника питания.

На сегодняшний день известны следующие модели дуги, как элемента электрической цепи - модель Майра, модель Касси, модель Заруди, модель Шельгазе и модель Пентегова, позволяющие аналитически описать поведение дуги при изменении напряжения, тока и длины дуги (при малых отклонениях), математическая модель Пентегова, к тому же, позволяет получать также и количественные оценки процессов, происходящих в столбе сварочной дуги.

Однако, рассмотренные модели дуги не предоставляют возможности решать задачи электромагнитной совместимости сварочного оборудования для дуговой сварки, поскольку описывают физические процессы только в дуге, без взаимосвязи с питающим напряжением, потребляемыми из питающей сети током и мощностями. Вместе с тем, моделирование дуги, как элемента электрической цепи, позволяет перейти к построению схем замещения сварочного оборудования, то есть всей системы "источник питания — сварочная дуга" в целом. При этом целесообразно рассматривать источник питания и сварочную дугу как систему с едиными энергетическими параметрами, не производя разделение характеристик источника питания и сварочной дуги. Это позволит моделировать систему "источник питания - сварочная дуга" как двухполюсник, являющийся целостным потребителем энергии из питающей сети, и соответственно упростит выработку условий электромагнитной совместимости.

Поскольку определяющим для электромагнитной совместимости в таких системах является активное сопротивление, а линейные соотношения между напряжениями и токами в сварочном оборудовании отсутствуют, задача нахождения величины активной составляющей сопротивления становится главной.

В связи с вышесказанным, успех решения всей проблемы сводится к нахождению методов определения активной составляющей сопротивления в электрических цепях с несинусоидальными токами и напряжениями.

Таким образом, ставится основная задача работы - найти методы определения активной составляющей сопротивления в замкнутой форме в виде определенных интегралов от соответствующих токов и напряжений.

Во второй главе, в соответствии с поставленной задачей, найдены выражения для определения активных составляющих сопротивления и проводимости в последовательной и параллельной схемах замещения соответственно. Приведены примеры, показывающие справедливость полученных выражений при расчетах параметров линейных и нелинейных (параметрических) электрических схем. Сформулированы принципы компенсации влияния неактивных составляющих сопротивления на питающую сеть. Разработан новый способ динамической компенсации влияния неактивных составляющих сопротивления.

Обобщенная схема замещения любого токоприемника может быть представлена двумя способами: как последовательное соединение активного сопротивления Ы, отражающего активные потери в нагрузке, и пассивного сопротивления X, характеризующего потребление неактивных составляющих мощности - реактивной мощности и мощности искажения, а также как параллельное соединение активной проводимости О и пассивной проводимости В.

Под пассивным сопротивлением и проводимостью понимаются реактивные, параметрические и нелинейные составляющие.

Схемы замещения и векторные диаграммы для каждого из вариантов показаны на рис. 1.а и 1.6 для последовательной схемы замещения и на рис. 2.а, 2.6 для параллельной схемы замещения.

Для схемы замещения, показанной на рис.1.а, активная составляющая сопротивления участка цепи может быть найдена путем декомпозиции кривых тока и напряжения на ортогональные составляющие с помощью метода Грама - Шмидта, согласно которому, если {а! , а2 , ... а„ } - базис, то из него получают ортогональную систему {1>1, Ь2 ,... Ь„ }, где Ь1=а, и

Ь^-Е^Ь; ;(к=2,3.....п), (1)

( Як ,Ь;) и (Ь, ,Ь,) - скалярное произведение соответствующих векторов.

Если поставить в соответствие а[ - 1 и а2 - и, то согласно (1) ортогональная току 1 составляющая напряжения будет

(и,О-

или в интегральной форме

«,(0 = "(0—-/(0 , (2)

йот

1 о

Числитель второго члена правой части (2) представляет собой активную мощность Р, а знаменатель - квадрат действующего тока I2. В свою очередь, активным сопротивлением проводника называется отношение поглощаемой в нем активной мощности к квадрату действующего значения тока.

Заменяя РЯ2 на Я, где Я - активная составляющая сопротивления нагрузки, можно получить

ир(0=и(1)-Ш(0 , (3)

или после преобразований и интегрирования за период

т>т

Таким образом, активная составляющая сопротивления для рассматриваемой эквивалентной схемы определяется как интеграл за период от частного мгновенных значений напряжения и тока.

Для схемы замещения, показанной на рис.2.а, удобнее определять активную составляющую проводимости, которая находится аналогично активной составляющей сопротивления и равна

в.ЛЫ*. (5)

" Т'иЦ)

Таким образом, активная составляющая проводимости нагрузки определяется как интеграл за период от частного мгновенных значений тока и напряжения.

Предложенная методика позволяет находить активные составляющие сопротивления и проводимости для схем замещения произвольных двухполюсников в электрических цепях с несинусоидальными периодическими токами и напряжениями и определять активное сопротивление электрической цепи или ее участка вне зависимости от частоты питающего напряжения, протекающего по проводнику тока и их гармонического состава.

Величины, вычисляемые по (4) и (5) не эквивалентны, поскольку находятся.исходя из разного порядка проецирования тока или напряжения на соответствующие векторы. Однако, энергетические характеристики электрической цепи, определенные с использованием этих выражений одинаковы.

Наличие в составе полного сопротивления двухполюсника неактивных составляющих приводит к нарушению пропорциональности между напряжением, прикладываемым к двухполюснику и током, протекающим через него. Это вызывает потребление от источника кроме активной, еще и пассивных составляющих мощности - реактивной мощности и мощности взаимного влияния (мощности искажения).

Анализ векторной диаграммы на рис. 2.6 показывает, что для потребления от источника питания только активной составляющей тока, в систему "источник напряжения - нагрузка" необходимо ввести некоторый двухполюсник К, потребляющий ток, определяемый равенством

'с= - ¡р . (6)

Ток 1С называется компенсационным, а двухполюсник К, его потребляющий - компенсатором.

Компенсационный ток можно вычислить двояко. Первый способ - вычисление 1С на основе (б). При этом требуется прямое вычисление пассивной составляющей потребляемого двухполюсником от источника питания тока, определяемой пассивной составляющей проводимости В. Однако, ее вычисление, в общем случае, обладает высокой трудоемкостью, что в итоге значительно увеличивает трудоемкость вычисления компенсационного тока.

Другой путь определения компенсационного тока - вычисление активной составляющей потребляемого тока и вычитание ее значения из полного тока. Получаемая в этом случае величина есть пассивная составляющая потребляемого тока. В результате двухполюсник К должен потреблять от источника питания ток равный по величине и противоположный по знаку полученной пассивной составляющей.

Коэффициент пропорциональности между активной составляющей тока нагрузки и напряжением на нагрузке является активной проводимостью. Тогда можно записать выражение для компенсационного тока

' 1 г ¿«(о ) к

Таким образом, задача нахождения значения компенсационного тока свелась к вычислению значения активной составляющей проводимости нагрузки, определяемому согласно выражению (5).

Если источник энергии представляется источником тока, то компенсируемой величиной будет пассивная составляющая напряжения, падающая на пассивной составляющей сопротивления нагрузки, определяемая по аналогии с (7) как

Реализация компенсационного двухполюсника К возможна как с помощью только пассивных элементов - индуктивностей и емкостей, так и с помощью управляемых источников тока, реализующих функциональную зависимость тока компенсации от питающего напряжения и потребляемого нагрузкой тока.

Таким образом, компенсация влияния неактивных составляющих сопротивления на источник энергии должна осуществляться двухполюсником, способным изменять потребляемый им ток в соответствии с (7) в случае питания источником напряжения, или падение напряжения по (8) в случае рассмотрения источника питания как источника тока.

В третьей главе сформулированы условия электромагнитной совместимости системы "источник питания - сварочная дуга" с питающей сетью, показаны пути ее достижения. Выполнен анализ процессов в системе "сеть -источник питания - сварочная дуга". Рассчитаны основные энергетические характеристики этой системы, показана высокая динамика сварочных процессов, затрудняющая компенсацию негативного влияния на питающую сеть неактивных составляющих сопротивления. Вычислены значения активных составляющих проводимости системы "источник питания - сварочная дуга" для параллельной схемы замещения.

Питающая сеть, источник питания и горящая электрическая дуга, являются взаимосвязанной энергетической системой.

Такая система характеризуется энергетическими параметрами — полной мощностью Б, активной мощностью Р, реактивной мощностью О, мощностью искажения О, коэффициентом мощности к, определяемыми, как известно, следующими выражениями:

(8)

5 = л/рГ+0Г+ОГ,

(9)

О

(10)

(И)

•¡я

т * п

4 =

4рг+о1 + о2 $

Условием электромагнитной совместимости электротехнического устройства с источником энергии является отсутствие его влияния на источник энергии. Это выражается в потреблении только активной мощности и подразумевает равенство единице коэффициента мощности электротехнологического устройства.

Согласно (13) коэффициент мощности системы "источник - нагрузка" будет равен 1, если равны нулю реактивная мощность и мощность искажения.

Условием равенства нулю мощности искажения, является равенство отношений напряжений и токов с одинаковыми номерами гармоник, т.е.:

1.(0 ¡ДО

т*п

Реактивная мощность равняется нулю при условии:

(14)

||„(1)! |и„ (т)ск № = 0, (15)

Определим условие выполнения (15).

Пусть п-ая гармоническая составляющая тока и п-ая гармоническая составляющая напряжения описываются соответственно как

1„ = А„-5т(со„г), (16)

и„ = Вп-5т(сй„г+фп) , (17)

где А„ и В„ — амплитуды п-ой гармоники тока и напряжения соответственно, не равные нулю,"

шп - круговая частота п-ой гармоники тока и напряжения, Ф„ - сдвиг фазы п-ой гармоники напряжения относительно п-ой гармоники тока.

Подставив (16) и (17) в (15) и выполнив интегрирование, получим

Т{<Х1)Л = А"/В' ;Т' • (4* • 5т(ф)). О 16-71

Это выражение равно нулю при условии:

Ф = 0 + л-к, гдек=0,1,2... Таким образом, для выполнения условия (15) необходимо, чтобы сдвиг фаз между гармониками тока и напряжения одного и того же порядка равнялся либо нулю, либо л.

Однако при ф=тг нагрузка работает в инверторном режиме, т.е. нагрузка сама является источником энергии в цепи. Поэтому окончательным условием равенства нулю реактивной мощности, потребляемой нагрузкой из сети на п-ой гармонике тока и напряжения будет отсутствие сдвига фаз между этими током и напряжением, т.е.:

Ф„=0. (18)

Другими словами, электромагнитная совместимость питающей сети и сварочной установки достигается, если амплитудная спектральная характеристика кривой потребляемого нагрузкой тока пропорциональна амплитудной спектральной характеристике кривой питающего напряжения, а фазовая спектральная характеристика кривой потребляемого тока совпадает с фазовой спектральной характеристикой питающего напряжения.

Получены следующие энергетические характеристики системы "сеть-источник питания - сварочная дуга" в различных режимах работы сварочного источника питания ИПК-350:

Таблица 1.

Значения мощностей при различных режимах работы сварочного оборудования.

Параметр Сварка покрытым электродом Сварка под слоем флюса Холостой ход источника питания Короткое замыкание на вторичной стороне

Э, кВА 12,03 12,60 1,28 15,37

Р, кВт 4,37 4,38 0,56 0,80

0, кВАР 11,17 11,72 1,00 15,32

0, кВАИ 0,82 1,50 0,58 0,88

к 0,36 0,35 0,44 0,05

Считая питающую сеть источником напряжения, получим следующие значения активных составляющих проводимости для параллельной схемы замещения системы "источник питания - сварочная дуга": Холостой ход источника питания: 010=3,88-10'3 См, в1о= 258 Ом; Короткое замыкание на вторичной стороне: 01а=5,72-10 См, С1и = 174 Ом.

При сварке покрытым электродом: 01га = 2,95-Ю"2 См, = 34 Ом

При сварке под слоем флюса: 01Сф = 3,12-10"2 См, 01сф= 32 Ом.

В четвертой главе предложена структура источника питания с повышенным коэффициентом мощности, приведены результаты экспериментальных исследований энергетических характеристик системы "источник питания - сварочная дуга" на физической модели этого источника. Определена экономическая эффективность от использования предлагаемого компенсационного устройства в составе источника питания сварочной дуги. Описана работа статического компенсатора неактивных составляющих мощности. Приведена структура системы управления статическим компенсатором, реализующая разработанный способ динамической компенсации негативного влияния на питающую сеть неактивных составляющих сопротивления сварочного источника питания.

Анализ гармонического состава кривых напряжения питающей сети и потребляемого источником тока показал наличие явно выраженной первой гармоники в обоих кривых, что дает основания предполагать, что для повышения коэффициента мощности в исследуемом источнике питания доста-

точно будет ликвидировать фазовый сдвиг между первыми гармониками питающего напряжения и потребляемого тока. Однако компенсация фазового сдвига традиционными средствами, например простым подключением к сетевым клеммам источника питания компенсирующего конденсатора, не окажет значительного влияния на снижение потребляемой реактивной мощности, так как источник питания сварочной дуги является для питающей сети резкопеременной нагрузкой, поскольку работа такого источника состоит из цикла холостого хода, короткого замыкания и горения дуги. При этом в каждом цикле реактивная мощность, потребляемая источником и требующая компенсации различна. В случае традиционных решений со статическими конденсаторами на этапах холостого хода источника питания возникает эффект перекомпенсации. Устранение подобного негативного явления можно осуществить, например, так, как это показано на рис. 3.

Источник питания содержит источник переменного напряжения 1; компенсирующий конденсатор 2, подключенный параллельно клеммам питающей сети; фильтрующее устройство 3, также подключенное параллельно клеммам питающей сети; реле дуги 4, один из управляющих выводов которого подключен к сварочному электроду 5, другой к свариваемому изделию 6; дополнительный компенсирующий конденсатор 7, один из выводов которого соединен с одним из выводов нормально замкнутых контактов 8 реле дуги 4, а вторые выводы дополнительного компенсирующего конденсатора и нормально замкнутых контактов реле дуги подключены к клеммам питающей сети. Применение описанного компенсационного устройства позволяет резко повысить коэффициент мощности источника питания. Энергетические характеристики исследуемого источника питания ИПК-350 при использовании совместно с ним описанного компенсирующего устройства приведены в таблице 2.

Таблица 2

Составляющие полной мощности при сварке покрытым электродом до и после установки компенсирующего устройства

Параметр До компенсации После компенсации

первичная вторичная первичная вторичная

сторона сторона сторона сторона

Б, кВА 12,03 2,60 3,15 2,68

Р, кВт 4,37 2,32 2,93 2,38

0, кВАР 11,17 0,44 0,05 0,45

Б, кВАИ 0,82 1,08 1,16 1,13

к 0,36 0,89 0,93 . 0,89

Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о не влиянии компенсационного узла на энергетические характеристики во вторичной цепи, а, следовательно, и на процессы в сварочной дуге.

Для более качественной компенсации неактивных составляющих мощности, совместно со сварочными источниками питания могут использоваться статические компенсаторы.

Структурная схема однофазного статического компенсатора неактивных составляющих мощности показана на рисунке 4. Здесь УТ1-УТ4 - силовые транзисторы компенсатора, - УБ4 - обратные диоды, 1 - датчик тока нагрузки, и - датчик напряжения на нагрузке, СУ - система управления компенсатором, С - накопительный конденсатор, Ь - сглаживающая индуктивность.

Для вычисления значений компенсирующих воздействий, а именно компенсационного тока, используется следующий способ. Измеряются мгновенные значения тока нагрузки и напряжения питающей сети. Вычисляется среднее за период значение частного от деления мгновенного значения сетевого напряжения на мгновенное значение тока нагрузки и определяется мгновенное значение компенсационного тока по формуле (7).

Вычисленное таким образом значение компенсационного тока генерируется в питающую сеть, так что при его сложении с током нагрузки, получается суммарный потребляемый от сети ток, прямо пропорциональный питающему напряжению. Коммутация силовых приборов компенсатора может осуществляться гистерезисным (следящим) способом либо способом широт-но-импульсной модуляции (ШИМ).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В результате'выполнения диссертационной работы получены следующие основные научные и практические результаты.

1. Снижение влияния неактивных составляющих сопротивления сварочного оборудования на эффективность эксплуатации питающей сети предлагается осуществлять с помощью нового способа компенсации, основанного на вычислении активной составляющей тока через активную составляющую проводимости для параллельной схемы замещения согласно (7) и активной составляющей напряжений через активную составляющую сопротивления для последовательной схемы замещения согласно (8).

2. Для вычисления активных составляющих сопротивления в последовательной и проводимости в параллельной схемах замещения нелинейного двухполюсника предлагается использовать выражения (4) и (5).

3. Условия электромагнитной совместимости системы "сеть - источник питания - сварочная дуга" установлены в выражениях (14) и (18).

4. Предложена схема сварочного источника питания с повышенным коэффициентом мощности. Проведенные экспериментальные исследования показали снижение, при использовании предлагаемой схемы, потребляемой источником питания полной мощности в 3,8 раза, а реактивной мощности

более чем в 200 раз.

5. Для высококачественной компенсации неактивных составляющих мощности, совместно со сварочными источниками питания необходимо использовать статические компенсаторы неактивных составляющих мощности. При управлении статическим компенсатором предлагается применять метод вычисления компенсационного тока, основанный на вычислении активной составляющей проводимости параллельной схемы замещения.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Агунов М.В., Шевцов A.A. Динамическое управление статическим компенсатором // Юбилейная научно-техн. конф. Тез. докл. Тольятти май 5-7,

1997, ТолПИ, - С.20-21.

2. Агунов М.В., Шевцов A.A., Кудинов А.К. Расчет тиристорного ключа с искусственной коммутацией // Педагогические, экономические и социальные аспекты учебной, научной и производственной деятельности: Межвузовский сборник научных трудов. - Тольятти, 1998. - С. 356-364.

3. Шевцов A.A. Современное состояние средств компенсации реактивной мощности // Педагогические, экономические и социальные аспекты учебной, научной и производственной деятельности. Межвузовский сборник научных трудов. - Тольятти, 1998. - С.338-344.

4. Агунов М.В., Шевцов A.A. Способ динамической компенсации неактивных составляющих мощности // Проблемы технического управления в региональной энергетике: Сборник трудов научно-техн. конф. Пенза, нояб. 17-18 1998г., ПТИ, - С. 76-77.

5. Патент РФ №2103779. Способ динамической компенсации неактивных составляющих мощности // Агунов М.В., Шевцов A.A. - Опубл. в Б.И. -

1998. - №3.

6. Агунов М.В., Шевцов A.A. Использование персональных компьютеров при разработке и исследовании систем управления статическими компенсаторами неактивных составляющих мощности // Проблемы и решения современной технологии: Сборник научных трудов ПТИС, выпуск 5, часть II, - Тольятти: издательство ПТИС, 1999. - С.132-139

7. Агунов М.В., Короткова Г.М., Столбов В.И., Шевцов A.A. Исследование параметров энергетической системы "сеть - источник питания — сварочная дуга" // Проблемы технического управления в региональной энергетике: Сборник трудов по материалам научно-технической конференции (23-24 ноября 1999 г.). Пенза: изд-во ПТИ, 1999. - С.71-73

8. Агунов М.В., Шевцов A.A. Нахождение активных составляющих сопротивления в схемах замещения нелинейных и параметрических цепей // Проблемы технического управления в региональной энергетике: Сборник

трудов по .материалам научно-технической конференции (23-24 ноября 1999 г.). Пенза: изд-во ПТИ, 1999. - С. 185-186

9. Агунов М.В., Шевцов A.A. Автоматическая система управления статическим компенсатором неактивных составляющих мощности II Математичне моделювання в електротехшщ, електрошщ та електроенергетищ. 3-М1жнародна науково-техшчна конференция .: Тези Доповщей. Украша, JIbbib 25-30 ковтня 1999 року. Мшютерство ocbith Укра'ши, HAH Украши. - С.5-6.

10. Патент РФ №2145761. Способ компенсации неактивных составляющих мощности И Агунов М.В., Столбов А.И., Цепенев М.Р., Шевцов A.A. -Опубл. в Б. И. - 2000. - №5 .

11. Агунов М.В., Шевцов A.A. Цифровой модуль ШИМ для управления полупроводниковыми преобразователями Н Наука, Техника, Образование г.Тольятги и Волжского региона. Межвузовский сборник научных трудов. ЧП. - Тольятти, 2000. - С.41-46.

12. Агунов М.В., Короткова Г.М., Столбов В.И., Шевцов A.A., Определение энергетических характеристик сварочной дуги // Наука, Техника, Образование г. Тольятти и Волжского региона. Межвузовский сборник научных трудов. Ч И. - Тольятти, 2000. - С.188-190.

13. Агунов М.В., Шевцов A.A. Определение активного сопротивления проводника в случае несинусоидальных токов и напряжений. // Техническая электродинамика. Тематический выпуск "Проблемы современной электротехники". Национальная академия наук Украины. - 2000. - ч. 9. - С. 7-10.

U„ -

Рис. 1.

б)

i.

I

o-

G В

a)

6)

Рис.2.

Л

iz_г

Рис.3.

Рис.4.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ВЛИЯНИЕ СВАРОЧНЫХ ДУГ И ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ НА ПИТАЮЩУЮ СЕТЬ.

1.1. источники питания для сварки на переменном токе.

1.2. Математические модели сварочной дуги.

1.3. Постановка задачи.

Выводы.

ГЛАВА 2. АКТИВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

2.1. Активное сопротивление в цепях с несинусоидальными токами и напряжениями, схемы замещения цепей.

2.2. Практические примеры вычисления активных сост авляющих сопротивления и проводимости в электрических цепях.

2.3. Принципы компенсации влияния неактивных составляющих сопротивления двухполюсника на питающую сеть.

Выводы.

ГЛАВА 3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВАРОЧНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ.

3.1. Формулировка принципов электромагнитной совместимости системы "источник энергии - нелинейная нагрузка" и пути ее обеспечения.

3.2. Анализ процессов в системе "сеть - источник питания - сварочная дуга".

3.2.1. Ручная дуговая сварка покрытым электродом.

3.2.2 Ручная дуговая сварка под слоем флюса.

3.2.3 Режим холостого хода.

3.2.4. Режим короткого замыкания по вторичной стороне:. Р

3.3. Вычисление активного сопротивления системы "источник питания сварочная дуга".

Выводы.

4. СРЕДСТВА КОМПЕНСАЦИИ ВЛИЯНИЯ НЕАКТИВНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ СОПРОТИВЛЕНИЯ СВАРОЧНОГО ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПИТАЮЩЕЙ СЕТИ.

4.1. Сварочный источник питания с повышенным коэффициентом мощности

4.2. Эффективность использования компенсирующего устройства в сварочном источнике питания.

4.3. Статический компенсатор неактивных составляющих мощности 124 Выводы.

Актуальность проблемы. Широкое использование в промышленности сварочного оборудования приводит к искажениям сетевого напряжения и тока, вызывая негативное влияние на питающую сеть. Искажение сетевого напряжения и тока отрицательно сказывается на работе электронно-вычислительной, измерительной и телеметрической аппаратуры, аппаратуры автоматики и связи, чувствительной к высокочастотным гармоническим составляющим напряжения питающей сети. Неблагоприятное воздействие несинусоидальных режимов питающей сети приводит к высокой вероятности возникновения экономического ущерба из-за нарушения работы указанных видов аппаратуры.

В то же время, современные тенденции ужесточения требований к энергетической экономичности электротехнологического оборудования, вызванные постоянным повышением цен на электрическую энергию, усиливают интерес к энергосберегающим технологиям, к которым относится и компенсация неактивных составляющих мощности.

Вопросам компенсации неактивных составляющих мощности посвящен ряд работ отечественных и зарубежных исследователей: Агунова М.В., Акаджи X., Демирчяна К.С., Джюджи JL, Зиновьева Г.С., Маевского O.A., Матура P.M. и др.

Компенсация неактивных составляющих мощности является одним из основных способов повышения качества питающей сети, а использование компенсирующих устройств совместно со сварочным оборудованием приводит к улучшению его энергетических характеристик. Однако резкопеременный характер сварочного оборудования как нагрузки питающей сети, а также наличие нескольких этапов его работы затрудняют использование совместно с ним традиционных компенсирующих устройств, таких как синхронные компенсаторы, статические конденсаторы, фильтро-компенсирующие LC-цепи, что требует разработки новых устройств и способов компенсации.

При проектировании и эксплуатации сварочного оборудования требуется определение его энергетических параметров и внутренних сопротивлений. Такая задача возникает при анализе сварочного источника питания на электромагнитную совместимость с питающей сетью или другим электротехнологическим оборудованием, при вычислении электрических потерь, когда необходимо экспериментально определить активное сопротивление токоведущих частей.

Вопросы математического моделирования и анализа сварочной дуги, разработки схем замещения сварочной дуги и источников питания с точки зрения обеспечения горения дуги исследованы в работах ряда ученых: Касси A.M.,

Лакомского В.И., Лебедева В.К., Майра О., Патона Б.Е., Пентегова И.В., Рыка» лина H.H., Сидорова В.П. Столбова В.И., Хренова К.К., Шельгазе М. и др.

В случае периодических синусоидальных питающего напряжения и потребляемого тока, т.е. при линейной нагрузке, задача нахождения параметров схемы замещения может быть решена традиционными методами. Однако при схемы замещения может быть решена традиционными методами. Однако при наличии нелинейных сопротивлений в цепях электроприемника, вычисление активных сопротивлений и проводимостей в его эквивалентной схеме затруднено. В случае же, когда необходимо составить схему замещения сварочного аппарата во время процесса сварки, как для пассивного двухполюсника, потребляющего энергию из сети, единой методики определения эквивалентных параметров схемы замещения не существует.

Поэтому разработка методики определения активной составляющей сопротивления сварочного оборудования во время процесса сварки, а также разработка новых устройств и способов компенсации неактивных составляющих мощности представляют определенный интерес и являются актуальными.

Диссертационная работа является составной частью исследований, проводимых в Тольяттинском политехническом институте по г/б НИР №06534 "Исследование составляющих электрического сопротивления в нелинейных и параметрических электрических цепях и их математическое моделирование".

Цель работы. Снижение влияния неактивных составляющих сопротивления сварочного оборудования на эффективность эксплуатации питающей сети.

Для достижения этой цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Найти выражения для определения активных составляющих сопротивления и проводимости в последовательной и параллельной схемах замещения сварочного оборудования.

2. Сформулировать условия электромагнитной совместимости системы "источник питания - сварочная дуга" с питающей сетью и определить пути ее обеспечения.

3. Выполнить анализ энергетических характеристик сварочного оборудования.

4. Разработать новые способы и устройство компенсации неактивных составляющих сопротивления сварочного оборудования.

5. Экспериментальными исследованиями подтвердить работоспособность предложенного устройства компенсации.

Методы исследований. При решении поставленных в диссертационной работе задач использовался аппарат рядов Фурье, методы теории электрических цепей, методы численного интегрирования.

Достоверность исследований и методов расчета проверялась путем сопоставления результатов расчетов по аналитическим соотношениям с результатами экспериментов.

Научная новизна. В диссертационной работе получены и выносятся на защиту следующие новые научные результаты:

1. Впервые установленная зависимость между мгновенными значениями тока и напряжения нелинейного двухполюсника и значением активной составляющей сопротивления в последовательной и проводимости в параллельной схемах замещения нелинейного двухполюсника.

2. Сформулированные условия электромагнитной совместимости системы "источник питания - сварочная дуга " с питающей сетью.

3. Способы компенсации неактивных составляющих мощности.

4. Новая структура источника питания сварочной дуги с повышенным коэффициентом мощности.

Практическая ценность. Разработана методика определения активных составляющих сопротивления в электрических цепях несинусоидального тока и напряжения, позволяющая вычислять активные составляющие полного сопротивления сварочного оборудования для последовательной и параллельной схем замещения, являющихся основой для выработки рекомендаций по разработке оптимальных режимов энергоснабжения сварочного оборудования.

Сформулированы условия электромагнитной совместимости системы "источник - нелинейная нагрузка", позволяющие оценивать степень электромагнитной совместимости системы "источник питания - сварочная дуга" и питающей сети.

Разработан новый динамический способ полной компенсации неактивных составляющих мощности, позволяющий скомпенсировать негативное влияние на питающую сеть неактивных составляющих сопротивления сварочного оборудования.

Предложена новая структура источника питания сварочной дуги с повышенным коэффициентом мощности.

Внедрение результатов работы. Результаты работы используются в учебном процессе Поволжского технологического института сервиса, а также в производственном процессе МУП "Тольяттинское троллейбусное управление" г. Тольятти при оптимизации электрических параметров электротехнологического оборудования, что позволило компенсировать его негативное влияние на питающую сеть.

Апробация работы. Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено на:

Юбилейной научно-технической конференции (Тольятти, 1997); Научно-технической конференции "Проблемы технического управления в региональной энергетике" (Пенза, 1998).

Научно-технической конференции "Проблемы технического управления в региональной энергетике" (Пенза, 1999).

Ш-ей Международной научно-технической конференции "Математическое моделирование в электротехнике, электронике и электроэнергетике" (Львов, 1999).

VI Международная конференция "Проблемы современной электротехники - 2000" (Киев, 2000)

Семинарах Электротехнического факультета Тольяттинского политехнического института.

Публикации. По теме диссертации опубликовано лично и в соавторстве 13 работ, в том числе 6 научных статей, 5 тезисов докладов на научно - технических конференциях, 2 описания изобретения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 111 наименований. Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста, иллюстрации на 27 страницах.

Выводы

1. Предложена схема сварочного источника питания с повышенным коэффициентом мощности. Проведенные на экспериментальной установке, состоящей из сварочного источника питания и компенсационного устройства исследования показали значительное снижение потребляемой экспериментальной установкой полной мощности и ее составляющих.

2. Рассчитана экономическая эффективность от применения сварочного источника питания с повышенным коэффициентом мощности. Определен срок окупаемости устройства компенсации.

3. Для высококачественной компенсации неактивных составляющих мощности, совместно со сварочными источниками питания необходимо использовать статические компенсаторы неактивных составляющих мощности. При управлении статическим компенсатором применяется метод вычисления компенсационного тока, основанный на вычислении активной составляющей проводимости параллельной схемы замещения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения диссертационной работы получены следующие основные научные и практические результаты.

1. На основе анализа различных моделей сварочной дуги и сварочных источников питания показана целесообразность разработки схем замещения системы "источник питания - сварочная дуга" с точки зрения электромагнитной совместимости (см. пп. 1.1, 1.2).

2. Снижение влияния неактивных составляющих сопротивления сварочного оборудования на эффективность эксплуатации питающей сети предлагается осуществлять с помощью нового способа компенсации, основанного на вычислении активной составляющей тока через активную составляющую проводимости для параллельной схемы замещения согласно (2.25) и активной составляющей напряжений через активную составляющую сопротивления для последовательной схемы замещения согласно (2.26) (см. пп.2.3.).

3. Для вычисления активных составляющих сопротивления в последовательной и проводимости в параллельной схемах замещения нелинейного двухполюсника предлагается использовать выражения (2.6) и (2.10). Справедливость предлагаемой методики вычисления активных составляющих сопротивления в параллельной и последовательной схемах замещения двухполюсника показана на примерах (см. пп.2.1., 2.2).

4. Условия электромагнитной совместимости системы "сеть - источник питания - сварочная дуга" установлены в выражениях (3.7) и (3.14).

5. Анализ энергетических характеристик реального сварочного источника питания ИПК-350 с точки зрения электромагнитной совместимости показал наличие в составе полной мощности, потребляемой из питающей сети системой "источник питания - сварочная дуга", значительной доли неактивных составляющих, обуславливающих низкий коэффициент мощности этой системы (см. пп.3.2).

6. Предложена схема сварочного источника питания с повышенным коэффициентом мощности. Проведенные экспериментальные исследования показали снижение, при использовании предлагаемой схемы, потребляемой источником питания полной мощности в 3,8 раза, а реактивной мощности более чем в 200 раз (см. пп.4.1).

7. Для высококачественной компенсации неактивных составляющих мощности, совместно со сварочными источниками питания необходимо использовать статические компенсаторы неактивных составляющих мощности. При управлении статическим компенсатором предлагается применять метод вычисления компенсационного тока, основанный на вычислении активной составляющей проводимости параллельной схемы замещения (см. пп. 4.3).

1.B. Неактивные составляющие полной мощности в автономных электротехнических системах судостроения. Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. С.-Петербург 1997.

2. Агунов М.В. Агунов A.B. Определение реактивной мощности на основе электромагнитного поля в нелинейной среде // Электричество. 1993. -№2. - С.67-71

3. Агунов М.В. Короткова Г.М. Столбов В.И. Шевцов A.A. Определение энергетических характеристик сварочной дуги. // Наука, Техника, Образование г. Тольятти и Волжского региона. Межвузовский сборник научных трудов. ЧII. Тольятти. - 2000. - С. 188-190.

4. Агунов М.В. Шевцов A.A. Определение активного сопротивления проводника в случае несинусоидальных токов и напряжений. // Техническая электродинамика. Тематический выпуск "Проблемы современной электротехники". ч. 9. 2000. - С. 7-10.

5. Агунов М.В. Шевцов A.A. Цифровой модуль ШИМ для управления полупроводниковыми преобразователями. // Наука, Техника, Образование г. Тольятти и Волжского региона. Межвузовский сборник научных трудов. ЧII. Тольятти. - 2000 г. - С.41-46.

6. Агунов М.В. Энергетические процессы в электрических цепях с несинусоидальными режимами и их эффективность // Кишинев-Тольятти: МолдНИИТЭИ, 1997 84с.

7. Агунов М.В., Шевцов A.A. Динамическое управление статическим компенсатором // Юбилейная научно-техн. конф. Тез. докл. Тольятти май 5-7, 1997, ТолПИ. С.20-21

8. Агунов М.В., Шевцов A.A. Способ динамической компенсации неактивных составляющих мощности // Проблемы технического управления в региональной энергетике: Сборник трудов научно-техн. конф. Пенза, нояб. 17-18 1998г., ПТИ. С. 76-77.

9. Акулов А.И. и др. Технология и оборудование сварки плавлением. М.: Машиностроение. - 1977. - 432 с.

10. Алехин В.М. Определение эквивалентных параметров массивных линейных проводов в многофазных системах. // Известия высших учебных заведений (Электромеханика). 1958. - №1

11. АС СССР №841833 Источник питания для дуговой сварки (его варианты) / Князьков А.Ф., Киселев A.C., Дедюх Р.И., Сараев Ю.Н. Долгун Б.Г. опубл. Бюл. №24. 1981 г.

12. Атабеков Г.И. "Основы теории цепей", М., "Энергия", 1969.

13. Бамдас A.M., Сомов В.А., Шмидт А.О. Трансформаторы и стабилизаторы, регулируемые подмагничиванием шунтов. M.-JI. ГЭИ, 1959г.

14. Вернадский В.Н., Маковецкая O.K., Мазур A.A. О состоянии и тенденциях мирового рынка сварочной техники. (Обзор сборника "СВЭСТА-96") // Автомат, сварка. 1997. - №.10. - С.32-38.

15. Бессонов JI.A. Теоретические основы элеткротехники: Электрические цепи. Учебнйк для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. 7-е изд., перераб и доп. -М.: Высш. школа, 1978. - 528 е., ил.

16. Браткова О.Н. Источники питания сварочной дуги. М.: Высш. школа, 1982. - 182 е., ил.

17. Бронштейн И.Н. Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: 1967.608 с. ил.

18. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. 13-е изд., исправленное. М.: Наука, гл. ред. физ. мат. лит., 1986. 544с.

19. Бюллетень Комитета технической терминологии, выпуск LXIV, Терминология теоретической электротехники, Изд. АН СССР, 1952.

20. Веников В.А., Карташев И.И., Федченко В.Г., Макарова Т.П., Едемский С.Н., Полевая В.П., Чехов В.И. Современное состояние и перспективы развития статических компенсаторов реактивной мощности. // Электричество. -1981. №8.

21. Головщиков В.О., Смирнов С.С., Лазаренко П.Н. К вопросу о применении скидок и надбавок к тарифам за качество электроэнергии. // Промышленная энергетика. 1992. - №8-9. - С.32-35.

22. ГОСТ 13109-97 "Качество электрической энергии. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения."

23. Данцис Я.Б., Жилов Г.М. Емкостная компенсация реактивных нагрузок мощных токоприемников промышленных предприятий. Л.: Энергия. Ленингр. Отд-ние, 1980. - 176 е., ил.

24. Демирчян К.С. Реактивная мощность на случай несинусоидальных функций. Ортомощность. // Известия Российской Академии Наук. Энергетика. 1992. - №1. - С. 15-3 8.

25. Дьяконов В.П. Справочник по MathCAD PLUS 6.0 PRO. М.: "CK Пресс", 1997. - 336 е., ил.

26. Ерохин A.A. Основы сварки плавлением. М.: Машиностроение, 1973, -448с.

27. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984.-160 е., ил.

28. Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986.-168 е.: ил. - (Экономия топлива и электроэнергии).

29. Железко Ю.С. Влияние потребителя на качество электроэнергии в сети и технические условия на его присоединение. // Промышленная энергетика.- 1991.-№8, С.39-41

30. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности в сложных электрических системах. М.: Энергоиздат, 1981. - 200 е., ил.

31. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности и повышение качества электроэнергии. М.: Энергоатомиздат, 1985.-224с., ил. — (Экономия топлива и электроэнергии).

32. Журавков В.В., Вернадский В.Н. Некоторые оценки тенденций развития источников тока для дуговой сварки. // Автомат, сварка. 1991. - №6. -С.65-69.

33. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. М.: Высшая школа, 1982. 496 с.

34. Залесский A.M. Электрическая дуга отключения. M.-JL, Госэнергоиз-дат, 1963.

35. Заруди М.Е. О влиянии нелинейных свойств на характер нестационарных процессов в столбе каналовой дуги (вопросы теории и расчетов) // Журнал технической физики -1971.-41, №4. С.734 - 740.

36. Иванов И.И. Равдоник B.C. Электротехника: Учеб. пособие для неэлектротех. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1984 - 375 е., ил.

37. Иньков Ю.М., Мамошин P.P. Проблема электромагнитной совместимости статических преобразователей электрической энергии в системах электроснабжения. М.: Информэлектро, 1982. 72 с.

38. Источник питания ИПК-350-4. Инструкция по эксплуатации. Научно-исследовательский институт технологии и организации производства НИАТ. 1967 г.

39. Источник питания ИТД-600/1 ООО. Инструкция по эксплуатации. Научно-исследовательский институт технологии и организации производства НИАТ. 1964 г.

40. Ковалев И.Н. Выбор компенсирующих устройств при проектировании электрических сетей. -М.: Энергоатомиздат, 1990. 200 е.: - ил. - (Экономия топлива и электроэнергии).

41. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1984. 832 с.

42. Короткова Г.М. Моторин К.В. Электрическая проводимость трехфазной дуги. // Автоматическая сварка 1991 г. №6. с.38-39.

43. Красник В.В. Автоматические устройства по компенсации реактивной мощности в электросетях предприятий. 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983.-136 е., ил. - (Экономия топлива и электроэнергии).

44. Лабунцов В.А. Научно-технические проблемы преобразовательной техники // Электричество. 1980. - №5. - С. 35-38.

45. Лабунцов В.А. Чаплыгин Е.Е. Компенсаторы неактивной мощности на вентилях с естественной коммутацией. // Электричество. 1996. - №9

46. Лабунцов В.А. Чжан Дайжун Однофазные полупроводниковые компенсаторы пассивной составляющей мгновенной мощности. // Электричество. 1993. - №12

47. Лебедев В.К. Лакомский В.И. Электрическое сопротивление сварных соединений металл углеродный материал / Автоматическая сварка. -1994.-№4.-С. 16-19

48. Лебедев В.К. Тенденции развития источников питания для дуговой сварки // Автомат, сварка. 1995. - №5. - С.3-6.

49. Лесков Г.И. Электрические свойства дуги. М.: Машиностроение , 1970.-335с.

50. Лукашенков A.B., Моттль В.В., Фомичев A.A. Идентефикация параметров нелинейной электрической цепи по измерениям гармонических составляющих тока и напряжения. // Математическое моделирование 1988-т. 10 №5. - С.44-47

51. Маевский O.A. Коэффициент мощности и составляющие полной мощности вентильных пробразователей частоты. //Изв. вузов. Электромеханика. -1965. №8. - С.43-51.

52. Нейман Л.Р. Зайцев И.А. Кузнецов И.Ф. О методе точного измерения активного сопротивления проводов сложной формы сечения. // Электричество. 1962. - №9

53. Нейман JI.P., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. В 2-х т. Л.: "Энергия" 1967 г.

54. Оборудование для дуговой сварки. Под ред. В.В. Смирнова . Л.: Энер-гоатомиздат, 198665с.

55. Орлов Б.Д. и др. Технология и оборудование контактной сварки. М.: Машиностроение, 1975, - 536 с.

56. Патент РФ №2103779. Способ динамической компенсации неактивных составляющих мощности. // Агунов М.В., Шевцов A.A. Опубл. в Б.И. -1998.-№3.

57. Патент РФ №2145761 Способ компенсации неактивных составляющих мощности./ Агунов М.В., Столбов А.И., Цепенев М.Р., Шевцов A.A. Опубл. в Б. И. 2000 №5 .

58. Патон Б.Е., Лебедев В.К. Электрооборудоваие для контактной сварки. -М.: Машиностроение, 1969.

59. Патон Б.Е., Спыну Г.А., Тимошенко В.Г. Промышленные роботы для .сварки, Киев, Наукова думка, 1977.

60. Патон Б.Е., Лебедев В.К. Электрооборудование для дуговой и шлаковой сварки. М.: "Машиностроение" 1966 г. 360 с. ил.

61. Патон Б.Е., Лебедев В.К. Элементы расчетов цепей и аппаратов переменного тока для дуговой сварки. АН УССР. Киев 1953. 146 с. ил.

62. Пентегов И.В. Математическая модель столба динамической электрической дуги. Автоматическая сварка. - 1976, №6, с.8-12.

63. Пентегов И.В., Сидорец В.Н. Сравнительный анализ математических моделей динамической сварочной дуги. Автоматическая сварка. 1989 -№2 - с.33-36.

64. Пентегов И.В., Сидорец В.Н., Генис H.A. Вопросы моделирования динамики сварочной дуги как элемента электрической цепи. Автоматическая сварка 1984 № 10 с. 18-23.

65. Пентегов И.В., Сидорец В.Н., Генис H.A. Моделирование сварочной дуги как элемента электрической цепи и построение схем замещения. Автоматическая сварка. - 1989 - №12. С.26-30.

66. Перекалин М.А. К вопросу об активном сопротивлении проводника при поверхностном эффекте. // Известия высших учебных заведений (Электромеханика). 1958. - №1

67. Письменный A.C. Схемы замещения и методы расчета индукционных сварочных и электротермических устройств. // Автоматическая сварка. -1994. №4 - С.20 - 23

68. Подола Н.В., Гавриш B.C. Пути экономии электроэнергии при контактной точечной электросварке. // Автоматическая сварка. 1995. - №11. - С. 43-45,50

69. Проектирование статических преобразователей. / Голубев П.В., Карпенко В.М., Коновалов М.Б. и др. М.: "Энергия", 1974 408 с. ил.

70. Рабинович И.Я. Оборудование для дуговой электрической сварки. Источники питания дуги. М.: Машиностроение , 1958.

71. Решение региональной энергетической комиссии №2 от 29. 05. 2000г. // Городские ведомости №22(88) 13 июня 2000г.

72. Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. Преобразовательная техника . Киев: Вища школа, 1978. 424 с.

73. Рудык С.Д., Турчанинов В.Е., Флоренцев С.Н. Перспективные источники сварочного тока. // Электротехника. 1998. - №7. - С. 8-13.

74. Рыкалин H.H. Расчеты тепловых процессов при сварке. М.: Машгиз, 1951.-296 с.

75. Сварочные трансформаторы ТДФ-1001 и ТДФ-1601. Паспорт ОДЦ.468.012.ПС. Вильнюс 1972.

76. Сидорец В.Н. Обобщенная модель электрической дуги и ее применения. Диссертация на соиск. уч. степ, канд.техн. наук. Киев, 1991г., 223с.

77. Сидорец В.Н. Пентегов И.В. Имитатор сварочной дуги для оценки свойств источников тока, применяемых при дуговой сварке. // Автоматическая сварка. 1991. - №7. - С. 15-18.

78. Сидоров В.П., Худякова О.Ю. Моделирование процесса точечной сварки тонкостенных конструкций из алюминия и алюминиевых сплавов. Компьютерные технологии в соединении материалов: Тез. дол. всерос. научно-техн. конф. Тула: ТулГУ, 1995. - С.31-33.

79. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC : Пер. с англ./ Под ред. У. Томпкинса, Дж. Уэбстера. М.: Мир, 1992. 592 с.

80. Статические компенсаторы для регулирования реактивной мощности / Под ред. P.M. Матура : Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1987. 160 с.

81. Столбов В.И. Сварка и резка алюминиевых сплавов 3-х фазной дугой. -Дис. работа на соиск. степени д.т.н., 1983, 348 с.

82. Супронович Г. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок / Пер. с польск. М.: Энергоатомиздат, 1985.

83. Теоретические основы сварки. Под ред. В.В. Фролова. -М.: Высшая школа, 1970, -592 с.

84. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. Под ред. акад. Б.Е. Патона. М., "Машиностроение", 1974. 768 с.

85. Тимченко В.Ф. Колебания нагрузки и обменной мощности энергосистем. Анализ и синтез для решения задач управления режимами объединенных энергосистем. Под ред. В.А. Веникова. М., "Энергия", 1975г.

86. Тихореев Т.М. Энергетические свойства электрической сварочной дуги. -М.Л. АН СССР. 19 -354 с.

87. Установка для сварки типа УДГТ. Техническое описание к инструкции по эксплуатации. Тольятти 1984.

88. Фролов В.В. Физико-химические процессы в сварочной дуге. М.: Машгиз, 1964г.

89. Хабигер Э. Электромагнитная совметсимость. Основы ее обеспечения в технике: Пер. с нем. / И.П. Кужекин; Под ред. Б.К. Максимова. -М.:Энергоатомиздат, 1995.-304 е.: ил.

90. Хренов К.К. Об одном уточнении уравнения Саха. // Сварочное производство. 1961. - №9. - С. 1 -2.

91. Цукерман М.Б. Источники питания сварочной дуги и электрошлакового процесса. Учеб. пособие для курсов инструкторов сварщиков по внедрению в народное хозяйство передовых способов сварки и наплавки металлов. М., "Высш. школа", 1974. 240 с. ил.

92. Чаплыгин Е.Е. Вопросы управления вентильными компенсаторами пассивной мгновенной мощности. // Электричество. 1995. - №11.

93. Шевцов A.A. Современное состояние средств компенсации реактивной мощности // Педагогические, экономические и социальные аспекты учебной, научной и производственной деятельности. Межвузовский сборник научных трудов. Тольятти 1998г. с.338

94. ШельгазеМ. Математическая модель переходных процессов в сварочной дуге и ее исследование. // Автоматическая сварка. — 1971 №7. -С.13-16.

95. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г., Мостовяк И.Б. Энергетические характеристики электромагнитной совместимости цепей // Техн. электродинамика. 1985. №2. - С.3-8.

96. Cassie A.M. A new theory of arc rupture and circuit severity // CIGRE -1939 №102-p 1-10.

97. Fauri M. Harmonic Modelling of Non-Linear Load by means of Crossed Frequency Admittance Matrix // IEEE Transactions on Power Systems, Vol.12, No.4, November 1997

98. Forbes H.C. and Gorman L.I., Skin-effect in reactangular conductors, Trans, of AIEE, 1933.

99. Fujita H. Akagi H. A Practical Approach to Harmonic Compensation in Power Systems Series Connection of Passive and Active Filters. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS vol. 27 no.6, November/December 1991 pp. 1020-1025.

100. H. Akagi, Y.Kanazawa, A.Nabae Instantaneous Reactive Power Compensators Comprising Switching Devices without Energy Storage Components IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL.IA-20 , NO.3, MAY/JUNE 1984 p.625

101. Mayr O. Beitrage zur Theorie des statischen und des dynamischen Lichtbo149gens // Arch fur Elektr/ 1943- 38, №12 - S.588-608.

102. Micro-Cap and Micro-Logic // Byte. 1986, vol.1 l,no.6.p.p 186.

103. Salter E.H., Problems in the measurement of A-C resistance and reactance of large conductors, Trans, of AIEE. v.67, pt.II, 19481. Утверждаю1. АКТо внедрении результатов диссертационной работы Шевцова Александра Александровича

104. Зам. заведующего кафедрой "СБРЭА"кандидат техн. наук, доцент Кувшинов A.A.