автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Многомодульные электротехнические комплексы для электропитания потребителей на повышенных и регулируемых частотах

На правах рукописи

ПЕНЬКОВ Борис Сергеевич

МНОГОМОДУЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ НА ПОВЫШЕННЫХ И РЕГУЛИРУЕМЫХ ЧАСТОТАХ

Специальности: 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы 05.09.12 - Силовая электроника

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Саратовский государственный технический университет"

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Голембиовский Юрий Мичиславович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Титов Владимир Георгиевич

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Иващенко Владимир Андреевич

Ведущая организация: Саратовский филиал Института

радиоэлектроники РАН

Защита состоится "30" марта 2006 г. в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.10 при ГОУ ВПО "Саратовский государственный технический университет" по адресу: 410054, Саратов, ул. Политехническая, 77, ГОУ ВПО "Саратовский государственный технический университет", корпус 1, ауд. 319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО "Саратовский государственный технический университет".

Автореферат разослан "28" февраля 2006 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Казинский А.А.

lOOG ft

6ЦА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Наблюдаемое в России в последние годы развитие энергетического рынка сопровождается возрастанием требований к качеству электроснабжения в целом и характеристик потребляемой электроэнергии, в частности. В то же время рост числа производств, требующих бесперебойного питания на повышенных и регулируемых частотах, обусловливает большой интерес к эффективным и высоконадежным вторичным источникам электроснабжения. Все это создает благоприятные условия для интенсивного развития такого класса устройств как электропривод, систем питания массовых потребителей и технологических установок, стимулирует поиск и реализацию новых схемных решений, а также открывает широкие возможности для их применения.

В последнее время получили широкое распространение приводы с использованием инверторов напряжения. Одной из причин этого, без сомнения, является создание мощных полностью управляемых вентилей, таких как транзисторы IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), запираемые тиристоры GTO (Gate Turn-Off Thyristor) и IGCT (Integrated Gate-Commutated Thyristor). По сравнению с SCR-тиристорами (Silicon-Controlled Rectifier) использование полностью управляемых вентилей в электроприводе позволяет отказаться от коммутирующих конденсаторов, необходимых для компенсации реактивной мощности в схемах, построенных на приборах с неполной управляемостью. При этом современные силовые ключи отличаются высокими предельно допустимыми значениями тока и напряжения, что существенно расширяет возможности их применения в мощном преобразовательном оборудовании.

Классическая схема автономного инвертора напряжения (АИН) подробно исследована многими авторами. Значительно меньше публикаций посвящено электротехническим комплексам, включающим группу совместно работающих АИН и потребителей электроэнергии. Электромагнитные процессы в таких сложных системах со множеством взаимодействующих звеньев мало изучены. В то же время известные преимущества организации параллельной работы источников питания, такие как наращиваемость мощности и высокая надежность при снижении затрат на резервирование, делают актуальной задачу исследования данного типа оборудования.

В ряде публикаций рассматриваются преимущества параллельного включения, вопросы синхронизации преобразовательных модулей в рамках сети и распределения мощности между параллельно работающими преобразователями, способы улучшения выходного напряжения с помощью различных видов модуляции (широтно-импульсная модуляция (ШИМ), амплитудно-импульсная модуляция (АИМ)). Известны такие работы по

оперативно перестраиваемым преобразовательным сетям, построенным на базе инверторов тока, позволяющим создавать высокоэффективные системы вторичного электроснабжения. Вместе с тем аналогичные системы, построенные на базе инверторов напряжения, практически не исследованы, и задача построения адаптивных многомодульных систем электроснабжения такого типа еще ждет своего решения.

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка и исследование схемотехнических решений построения многомодульных оперативно перестраиваемых источников электроснабжения на повышенных и регулируемых частотах.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

1. Разработка математической модели многомодульного перестраиваемого комплекса (МПК) для питания статической нагрузки.

2. Теоретические и экспериментальные исследования электромагнитных процессов в МПК и сравнение результатов с характеристиками АИН.

3. Исследование поведения преобразовательного комплекса при изменении параметров нагрузки и перестройке его структуры.

4. Разработка математической модели МПК для питания двигательной нагрузки и исследование электромагнитных процессов в преобразовательном комплексе при работе на одиночную и групповую двигательную нагрузку.

5. Исследование электромагнитных процессов в МПК, вызванных аварийными ситуациями в нагрузке.

6. Разработка комплекса программ моделирования работы МПК на статическую и двигательную нагрузку.

Методы исследования. Для решения поставленных задач потребовалось использование математического аппарата матричной алгебры, тензорного анализа, дифференциального и интегрального исчислений, объектно-ориентированного программирования, численного моделирования.

Достоверность основных положений диссертации подтверждается тем, что они не противоречат фундаментальным основаниям теоретической электротехники, теории электропривода и промышленной электроники, а также совпадением расчетных и экспериментальных результатов исследования.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Организация системы вторичного электроснабжения на базе параллельного включения многофункциональных модулей, содержащих инверторы напряжения, обеспечивает снижение аппаратных затрат до 10%, а при резервировании - до 50%,и повышение "живучести" системы.

2. Применение при разработке математических моделей МПК нового геометрического объекта - тензора вращения фаз позволяет создать универсальный инструмент, обеспечивающий моделирование не только алгоритмов переключения транзисторов в каждом модуле, но и процессы перестройки структуры МПК, что позволяет снизить аппаратные и временные затраты на программирование.

3. Введение в схему модулей дополнительных каналов для протекания возвратных токов обеспечивает устранение перенапряжений на вентилях при аварийных ситуациях в нагрузке.

4. Применение МПК обеспечивает снижение амплитудных и средних значений токов вентилей по сравнению с АИН, а перестройка структуры МПК не вызывает бросков тока и перенапряжений на вентилях и может производиться мгновенно.

Научная новизна:

1. Разработаны математические модели для случаев статической и двигательной нагрузки нового класса многомодульных оперативно перестраиваемых электротехнических комплексов, выполненных на базе параллельно работающих многофункциональных модулей, содержащих инверторы напряжения.

2. Проведено исследование электромагнитных процессов в МПК. Показано, что переходные процессы, связанные с перестройкой структуры МПК и возникающие при изменении режимов работы преобразовательных модулей, не нарушают нормального функционирования комплекса в целом.

3. Доказано, что при включении в состав универсальных преобразовательных модулей обратных диодных мостов обеспечивается сохранение устойчивости работы комплекса при аварийных ситуациях в нагрузке.

Практическая ценность работы:

1. Развиваемая концепция построения многомодульных электротехнических комплексов на базе инверторов напряжения позволяет повысить эффективность систем электроснабжения за счет возможности оперативной адаптации структуры комплекса к изменяющимся параметрам нагрузки.

2. Предлагаемая оперативно перестраиваемая многомодульная система электроснабжения на базе инверторов напряжения обладает высокой надежностью при минимальных затратах на резервирование, а также малой инерционностью при изменении режимов работы образующих ее модулей, что делает ее пригодной для питания высокодинамичной нагрузки.

3. Достигнута равномерная загрузка модулей преобразовательного комплекса при включении/выключении двигателей и перестройке структуры комплекса за счет программного регулирования звена постоянного тока модулей.

4. Предложена модификация схем, составляющих комплекс преобразовательных модулей, которая обеспечивает сохранение всех достоинств перестраиваемого комплекса при аварийных ситуациях в нагрузке.

Реализация результатов:

1. Вопросы, рассмотренные в работе, нашли отражение в проводимых Институтом проблем точной механики и управления РАН (г. Саратов) исследованиях в области разработки теоретических положений построения адаптивных систем электроснабжения.

2. Результаты исследований, изложенных в диссертационной работе, использованы в ООО "Компания "ХАЙТЭК" (г. Саратов) при разработке проекта многопостовых литейных установок для индукционной плавки черных металлов.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на: Международной конференции "Проблемы и перспективы прецизионной механики и управления в машиностроении" (Саратов, 2002), Ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Саратовского государственного технического университета в 2002, 2003, 2004 годах, Международной научно-технической конференции "Силовая электроника и энергоэффективность" СЭЭ-2004 (Алушта, Украина, 2004).

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка использованной литературы из 113 источников и приложений, изложена на 123 страницах машинописного текста, включая 60 рисунков и 5 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы построения многомодульных оперативно перестраиваемых источников электроснабжения на повышенных и регулируемых частотах, сформулирована цель работы и определены задачи исследования, указана научная новизна диссертации, представлены основные положения, выносимые на защиту, а также информация о практической ценности и апробации полученных результатов.

В первой главе дается анализ литературы и обосновываются преимущества использования параллельной архитектуры при построении вторичных систем электропитания. В частности, организация параллельной работы позволяет получить требуемую выходную мощность комплекса в том случае, когда создание одиночного преобразователя на необходимую мощность связано с техническими ограничениями, в

б

основном зависящими от параметров выпускаемых полупроводниковых вентилей. С другой стороны, важным моментом является то, что параллельная работа преобразователей на общую нагрузку обеспечивает повышение надежности системы электропитания за счет появления возможности гибкого резервирования. Не секрет, что высокий показатель надежности источника питания имеет большое значение для многих потребителей, таких, к примеру, как системы централизованного электроснабжения. В некоторых областях применения для того, чтобы поддерживать надежность одиночного преобразователя на надлежащем > уровне, имеет место 100-процентное резервирование. При параллельном

соединении группы преобразователей для обеспечения требуемого уровня надежности при сохранении выходной мощности комплекса достаточно предусмотреть дополнительный резервный преобразовательный модуль. Такой подход позволяет существенно снизить стоимость комплекса в случаях, когда требуется высокая надежность системы электропитания.

Одним из наиболее перспективных типов оборудования, используемого в составе МПК, являются инверторы напряжения. Известно, что к достоинствам автономных инверторов напряжения относятся жесткая внешняя характеристика, независимость формы кривой выходного напряжения от параметров нагрузки, а также возможность работы в широком диапазоне изменения частот выходного напряжения. Для построения инверторов напряжения в настоящее время наиболее перспективным и широко используемым полупроводниковым прибором являются биполярные транзисторы с изолированным затвором (ЮВТ).

Наличие на рынке новых транзисторов ЮВТ, отличающихся улучшенными характеристиками, в том числе высоким классом по напряжению, позволяет создавать преобразовательное оборудование, отвечающее самым требовательным запросам и подходящее для использования в различных областях применения. Появление мощных полупроводниковых приборов также стимулирует продвижение концепции параллельной архитектуры и реализацию на практике высоконадежных преобразовательных комплексов большой мощности, основанных на параллельном соединении силовых агрегатов и, в частности, инверторов напряжения.

Дальнейшим развитием преимуществ параллельного включения группы инверторов напряжения является рассматриваемая в данной работе концепция перестраиваемого преобразовательного комплекса, образуемого параллельным соединением силовых модулей. Сами преобразовательные модули идентичны и выполнены в соответствии со схемой, аналогичной схеме классического АИН. Главной отличительной особенностью подобной модульной организации является возможность управления структурой комплекса в зависимости от параметров нагрузки путем изменения режимов работы преобразовательных модулей.

Во второй главе рассмотрены особенности организации и функционирования многомодульного перестраиваемого комплекса (МПК), построенного на базе инверторов напряжения. Функциональная схема МПК приведена на рис.1. Образующие комплекс модули имеют одинаковую структуру и могут работать в нескольких режимах: в режиме генерации активной мощности, в режиме создания каналов для протекания возвратных токов, или находиться в резерве. В состав каждого модуля входит управляемый выпрямитель, представленный на схеме источником ЕвЬ ЬС-фильтр с параметрами Ьф„ Яа„ Сф„ узел, включающий диод Д и резистор и транзисторный мост Т\— 7б,. На рис.1 в инверторном режиме находятся модули (1-/), а в режиме проведения возвратных токов - модули (/-«).

Рис. 1. Функциональная схема МПК

Изменение режима работы модуля осуществляется путем отпирания/запирания управляемого выпрямителя и регулирования управляющих импульсов транзисторов. "Так, в модуле, находящемся в

инверторном режиме, выпрямитель открыт, и напряжение на его выходе равно номинальному значению. Для перехода из инверторного режима в режим проведения возвратных токов необходимо запереть выпрямитель модуля и сдвинуть на 60 градусов импульсы управления инверторным мостом в сторону отставания по отношению к импульсам управления остальными инверторами. Режим резерва характеризуется тем, что выпрямитель модуля заперт, и импульсы управления транзисторами отключены.

В рассматриваемой схеме длительность импульсов управления вентилями может составлять 120 или 180 градусов. К примеру, при 120-градусном управлении в каждый момент времени в случае минимальной конфигурации сети (1 инверторный модуль и 1 модуль в режиме проведения возвратных токов) оказываются открытыми четыре транзистора: 2 в инверторном модуле и 2 в модуле, обеспечивающем пути для протекания возвратных токов. Первая пара обеспечивает протекание тока через нагрузку, а вторая создает пути для возврата реактивных токов.

Универсальность преобразовательных модулей в рамках комплекса позволяет реализовать одно из основных преимуществ МПК - обеспечить условия для оперативной перестройки структуры вторичной сети электроснабжения с целью ее адаптации к изменяющимся параметрам нагрузки и получения оптимальных энергетических характеристик функционирования потребителей, а также снижения установленной мощности силового оборудования.

Для изучения свойств комплекса разработана математическая модель, при построении которой использовался аппарат тензорного анализа. Это позволило получить описание электромагнитных процессов в обобщенной форме в виде системы тензорных уравнений. Математическая модель МПК представляет собой две системы дифференциальных уравнений (для непрерывного и прерывистого рекуперативного тока соответственно), которые решаются совместно.

С помощью математической модели исследованы электромагнитные процессы в МПК при изменении режимов работы образующих его силовых модулей, в том числе:

- постепенный и мгновенный перевод модуля в режим передачи активной мощности;

- постепенное и мгновенное выключение модуля, находящегося в режиме передачи активной мощности;

- постепенный и мгновенный перевод модуля из резерва в режим проведения возвратных токов и обратно.

Проведенные исследования показали, что изменение структуры МПК, как постепенное, так и мгновенное, не оказывает отрицательного влияния на функционирование комплекса и не приводит к опасным переходным процессам.

В ходе работы рассмотрены зависимости длительности переходного процесса, вызванного включением модуля в режим передачи активной мощности, от параметров ¿С-фильтра, которые показали, что основное влияние на время включения модуля оказывает величина индуктивности дросселя Ьф. В работе показано, что длительность переходного процесса уменьшается при уменьшении величины индуктивности Ьф и практически не зависит от значения со&<рн нагрузки.

Также с помощью разработанной модели получены кривые токов, проходящих через транзисторы модулей, снятые при различных параметрах нагрузки. Установлено, что в отличие от классической схемы АЙН в преобразовательном комплексе токи через транзисторы носят прерывистый характер. Прерывание токов через транзисторы, наблюдаемое в моменты переключения питаемой фазы нагрузки, не влияет на форму выходных токов.

В главе приведены результаты экспериментальных исследований МПК. Сравнение экспериментально полученных кривых и данных математического моделирования показало, что погрешность расчетов разработанной модели не превышает 10%.

Третья глава посвящена исследованию работы МПК на двигательную нагрузку. С этой целью математическая модель комплекса, полученная в главе 2, дополнена уравнениями, описывающими работу асинхронного двигателя.

Приведены результаты моделирования совместной работы МПК и одиночного двигателя. Показано, что мгновенное увеличение нагрузки на валу двигателя не приводит к возникновению затяжных колебательных процессов и не влияет на устойчивость системы в целом.

/я/, А

; : ; ; ; 1 1

1 • - ■■{ — ■г- - ... --

■■■■ир !

К.ш'ггжГ.шГгМйТиГ. тлл |ГпйГТйП к* |"|Г{ГГ|Г|Т|*МГ| V-

0 3 6 913182429 35 41 46 5257 63 69743085 91 97 104112120128 136144152160168176184 192200208218224

Рис.2. Кривая тока нагрузки при работе МПК на двигатель А2-102-8 (Р„а*-Ю0 кВт), Г - число периодов (длительность пускового режима 1 2 с)

С другой стороны, при пуске двигателя значительно возрастает амплитуда тока нагрузки, которая в случае прямого пуска для указанного типа двигателя примерно в 8 раз превышает соответствующее значение в номинальном режиме (рис.2). Чтобы избежать завышения установленной мощности силового оборудования, в электроприводах традиционно применяют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ), вызывающую рост

динамических потерь и имеющую ряд других известных недостатков. В рассматриваемых МПК эту проблему можно решить регулированием входного напряжения модулей, работающих в режиме передачи активной мощности (рис.3). При этом, так же как и в случае с ШИМ, увеличивается длительность пускового процесса, однако обеспечиваются токи, не превышающие допустимых значений, указанных в паспортных данных ключевых элементов модулей.

/к/, А

03586148220293386438511 5846567298028749471034 1138 1238 1339 1441 1543 1645 1748 1848 1 950 2051 Ев1, В

1

100-

—:—}— ^ —:—^— г—г—;— —:—:—

- —:—

-г—:—:— ^ —с—:—

4..1.1....

■■)'""!.....I"

■!■■ -»I ■

-"¡—Г

"ГТ

0Э5 88148 220 293 368 438 511 5846587298028749471034 1136 1238 1339 1441 1543 1645 1748 1848 1950 2051

Рис.3. Кривая тока нагрузки и напряжения на выпрямителе при работе МПК на двигатель А2-102-8 (Рж<и(=100 кВт) при регулировании напряжения выпрямителей (длительность пускового режима 7,4 с)

Снижения пусковых токов можно добиться также за счет частотного управления асинхронным двигателем. С помощью математической модели получены графики частотного пуска одиночного двигателя при постоянном моменте нагрузки и при вентиляторной нагрузке и составлена зависимость выходного напряжения от частоты. Изменение напряжения, подаваемого преобразовательным комплексом на двигатель, осуществляется за счет регулирования напряжения выпрямителей активных модулей, находящихся в режиме инвертирования.

Частотное управление позволяет увеличить динамику привода в пусковом режиме по сравнению с пуском на номинальной частоте и пониженном напряжении, а также обеспечивает возможность снижения установленной мощности преобразовательного комплекса по сравнению с режимом прямого пуска.

Разработан алгоритм управления комплексом при изменении величины и характера нагрузки. При его синтезе в качестве цели управления принимались повышение эффективности использования

агрегатов и экономия их ресурсов работоспособности. Алгоритм включает следующую последовательность действий:

1 Измерение значений входных токов работающих в текущий момент модулей.

2. Сравнение текущих входных токов с известными номинальными значениями токов модулей.

Запуск двигателей 1,2 на холостом ходу

Запуск двигателя 3 на холостом ходу

Запуск двигателей 4,5 на холостом ходу

г!

-Лк

0513 24 35465667788899112127142158 174190206222 238 254 270 266 302 318 334 350 366 382 Э97 413 429

<00 300 200 100

О

Ы1234, А

: : : : : ; : : : 1 ! : ::::::

: : : ; ; ; ; : : : : : ::::::

;

0513 24 35465667788699112127142158 174190 206 222 238 254 270 286 302 316 334 350 366 382397 413 429

Число инверторов

о Цигшнрш ¡МЦ ; .I.II |. I .....'шч.....г I и| ........'и т|иш1м [фШфщцпчч ни). 11141 ми|.....¡п И|цщ|.....¡щц|.....[.....!"И|р1

0513 2435465667788899112127142158174190208 222238254 270 288 302 318334 350 366 382397 413429

1г1234, А

200 100

О

• • : : ; : ■ 1 : : ;

: ; : : : : ;

■ч-

—^ 1 1 I :—

0513 2435465667788899112127142158174190208 222 238 254 270 286302 316 334 350368 382397 413 429

Число модулей в режиме проведения возвратных токов

; 1 • : ; ! : ' ; : : ! : ;

::!Ч : : : : 1 ь

: I : : Г] : ! 1 ^ ; [ ;

051324 35485667788899112127142158174190206 222 238 254 270286 302318334 350368 382397 413429

Рис.4. Перестройка структуры МПК при увеличении мощности нагрузки. Нагрузка состоит из двигателей 4А132М4 {Р„ои=\ 1 кВт), номинальный входной ток

модулей МПК равен 50 А (/¿дш - суммарный средний ток на входах модулей, находящихся в режиме инвертирования; 1Г1234 - суммарный средний ток на входах модулей, находящихся в режиме проведения возвратных токов)

3. Изменение режимов работы модулей в соответствии с полученными результатами сравнения.

4. Опрос датчиков входного тока модулей и расчет уставки по току.

По полученным данным осуществляются корректировка углов

управления выпрямителями с целью равномерного распределения токов между активными модулями и переход к п. 1.

Проведено исследование работы комплекса на многодвигательную нагрузку с учетом оперативной перестройки структуры МПК в зависимости от величины и характера нагрузки. Полученные кривые * электромагнитных процессов (рис.4) демонстрируют функционирование

комплекса в соответствии с разработанным алгоритмом управления. Включение новых двигателей вызывает изменение структуры МПК. Приближение значения входного тока модулей к номинальному приводит к переводу из резерва дополнительных модулей.

В четвертой главе приведены результаты исследования влияния реальных параметров модулей на схемотехнику и функционирование МПК. Для моделирования работы комплекса использовалась программа Р8р1се. Функционирование силовых ключей в схеме МПК описывалось моделью ЮВТ-транзистора, позволяющей проводить моделирование с высокой степенью точности. В рассматриваемой схеме также учтены паразитные индуктивности в цепях управления вентилями и в силовых цепях. Моделирование схемы показало, что в моменты коммутаций транзисторов возникают узкие выбросы на кривой напряжения на коллекторе и на кривой фазного напряжения. Для снижения переходных перенапряжений были подобраны параметры снабберных цепей, позволившие устранить броски напряжения на транзисторах.

Выполнен сравнительный анализ электромагнитных процессов в классической схеме АИН и МПК. Установлено, что, несмотря на некоторые отличия в характере электромагнитных процессов, многомодульный комплекс демонстрирует выходные характеристики, аналогичные автономному инвертору напряжения, причем амплитудные и средние значения токов вентилей в МПК в ряде режимов оказались значительно меньше, чем в АИН. Наблюдаемое расхождение в величине токов через ^ транзисторы тем больше, чем меньше со$<рн нагрузки и при соз^„=0.2

составляет от 27 до 48% по отношению к схеме АИН. С другой стороны, максимальные и средние токи вентилей модулей в режиме проведения возвратных токов в МПК превышают возвратные токи, проходящие через диоды в АИН. Однако этот факт не вызывает увеличения установленной мощности модулей, поскольку возвратные токи в МПК протекают через транзисторы модулей, переведенных в соответствующий режим. Т.к. модули универсальны (т.е. могут использоваться как для передачи активной мощности, так и для проведения возвратных токов), их расчет производится для наиболее тяжелого режима - передачи активной мощности.

Проведено сравнение установленной мощности для схем АИН и МПК, которое показало, что этот показатель у преобразовательного комплекса на 9-10% меньше, чем у АИН. Разница в установленной мощности увеличивается при реализации резервирования с целью повышения надежности источника питания. В этом случае установленная мощность АИН (при использовании которого в системе централизованного электроснабжения обычно имеет место 100% резервирование) на 40-50% больше, чем МПК, в котором для сохранения номинальной выходной мощности при отказе одного из модулей достаточно предусмотреть дополнительный резервный модуль. При этом снижение установленной мощности МПК при резервировании по сравнению с АИН будет тем заметнее, чем больше количество модулей в комплексе.

1.0Ю/ 0. 5Ю/ 0У

-О 5КУ

"Тиб, В

и мс

Иткб, В

-1.0Ю/

С, мс

и»1, в

дада

I 1~л~

к

ъ

J и мс

300

350

Рис.5. Кривые напряжений МПК при обрыве линии нагрузки в момент времени 1=300 мс (ит„ - напряжение на транзисторе модуля в режиме инвертирования; итх - напряжение на транзисторе модуля в режиме проведения возвратных токов; иф - выходное напряжение)

В главе исследованы электромагнитные процессы в АИН и МПК при аварийных ситуациях в нагрузке и проведено их сравнение. В МПК

аварийные режимы, вызванные обрывом линии, фазы или коротким замыканием фазы нагрузки, сопровождаются опасными перенапряжениями на вентилях и бросками на кривой выходного напряжения, которые могут привести к выходу из строя полупроводниковых ключей (рис.5). Было установлено, что возрастание напряжения на вентилях устраняется шунтированием транзисторов обратными диодами.

И/У, в

1.0КУ-Т ---

0.5КУ | ОУ | -0. 5К\Г | -1. ОКУ -I

Т~-Т_

шпиптуги.!.

'-гР

т * — 1___

Г—Г-г

Чфз, в

Г -г— 1 г; -¡П> 1~т п! п:, п п ПГ1 N1' 1\п: Ь ¡¡П; 1

- 1-г- 1 1 Тхтг J —1— —р .]: цц. Ш _)----|-1--р—Ь-1-(.--

Гг — —!— I j ---'— 1- Н—1—I— )._ 1 _!_1 1 !__1_ •

С, мс

Рис 6. Кривые напряжений АИН при обрыве линии нагрузки в момент времени (=300 мс (ит - напряжение на транзисторе АИН; Чф - выходное напряжение)

Исследование аварийных режимов выявило ряд положительных моментов в работе модифицированной схемы МПК по сравнению с одиночным инвертором напряжения. В частности, при одинаковых аварийных ситуациях в АИН и преобразовательном комплексе мгновенные значения токов и напряжений в МПК менее отличаются от аналогичных значений в нормальном режиме. В обычном инверторе на кривой напряжения наблюдаются характерные провалы (рис.6), которые образуются в интервалы, когда должны проводить ключи, соединенные с линией, где произошел обрыв. В МПК при обрыве линии нагрузки форма выходного напряжения после перехода в аварийный режим меняется незначительно (рис.7).

При коротком замыкании фазы нагрузки наблюдается возрастание амплитуды токов вентилей и нагрузки как в АИН, так и в МПК, причем амплитудные значения токов и напряжений в МПК совпадают с соответствующими значениями, имеющими место в схеме автономного инвертора напряжения.

"ТцЗ, В

и

I I \ -

и мс

'ш, А

I.----- 4.---—, _(._[.-

.._[ - __—I

1 — )--

«М, В

* "Нт " 1 Н—

сг№

14—иЛ:

мс

-Н

! 1 I]

г, мс

200А

'7*6, А

ем

1

С, мс

'л;, А

I--)— I---и-

4-+Л:

и мс

"ФЗ, в

Н-*

+>

114= _ 1-М

Х - I _.

мс

300

Рис.7. Кривые токов и напряжений МПК при обрыве линии нагрузки в момент времени Р=300 мс (ыгн, 'ти - ток и напряжение на транзисторе модуля в режиме инвертирования; ¡тк - ток и напряжение на транзисторе модуля в режиме проведения возвратных токов; 1л, «ф - выходной ток и напряжение)

Установленная мощность диодного комплекта модифицированной схемы МПК по сравнению с исходной увеличивается в 2 раза, мощности транзисторных комплектов при этом одинаковы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты проведенных исследований заключаются в следующем:

1. Показано, что для питания нагрузки большой мощности на частотах, отличающихся от общепромышленной частоты 50 Гц, и на

' регулируемых частотах является перспективным использование

' многомодульных систем, построенных на базе параллельно работающих

многофункциональных модулей, содержащих инверторы напряжения, что обеспечивает возможность оперативной перестройки структуры системы вторичного электроснабжения в зависимости от величины и характера нагрузки, снижает аппаратные затраты и повышает "живучесть" системы.

2. Предложен алгоритм адаптации структуры комплекса к изменяющимся параметрам нагрузки.

3. Разработаны математические модели МПК для исследования и расчета электромагнитных процессов при работе комплекса на статическую и двигательную нагрузку. По сравнению с известными методами моделирования разработанные' модели используют новый геометрический объект - тензор вращения фаз, позволяющий в компактной форме реализовать не только законы управления трехфазными инверторами и выпрямителями, но и процессы перестройки структуры МПК.

4. Проведены исследования работы электропривода на базе МПК для случаев питания одиночного двигателя и группы двигателей. Установлено, что снижение пусковых токов при питании двигателей от многомодульного комплекса достижимо двумя путями:

- регулированием звена постоянного тока,

- регулированием частоты питающего двигатели напряжения.

При этом в пусковых режимах не наблюдались автоколебания и

перераспределения потребляемых токов между модулями.

5. Выполнен сравнительный анализ электромагнитных процессов в классическом АИН и МПК. Проведен расчет установленной мощности для обеих схем, показавший снижение аппаратных затрат в МПК на 9,7% по сравнению с АИН, а при резервировании до 50%.

6. Проведено исследование электромагнитных процессов в МПК, ' вызванных аварийными ситуациями в нагрузке. Установлено, что

аварийные ситуации сопровождаются опасными перенапряжениями, которые могут привести к выходу из строя полупроводниковых приборов. Для устранения этого явления предложена модификация схемы силовых модулей МПК, обеспечивающая защиту вентилей от перенапряжений.

Основные результаты диссертационной работы отражены в следующих публикациях:

1. Пеньков Б.С. Математическая модель преобразовательной сети для прерывистого тока рекуперации / Ю.М. Голембиовский, Б.С. Пеньков // Вопросы преобразовательной техники, частотного электропривода и управления: межвуз. науч. сб. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2000. - С.4-10.

2. Пеньков Б.С. Многомостовые преобразовательные системы на базе инверторов напряжения для централизованного электроснабжения / Ю.М. Голембиовский, Б.С. Пеньков // Проблемы и перспективы прецизионной механики и управления в машиностроении: материалы Междунар. конф. -Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2002. - С. 197-198.

3. Пеньков Б.С. Моделирование преобразовательной сети в САПР электронной аппаратуры OrCAD / Б.С. Пеньков // Электротехнические комплексы и силовая электроника. Анализ, синтез и управление: межвуз. науч. сб. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2002. - С.98-102.

4. Пеньков Б.С. Исследование аварийных режимов работы преобразовательной сети / Б.С. Пеньков // Электротехнические комплексы и силовая электроника. Анализ, синтез и управление: межвуз. науч. сб. -Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2003. - С. 14-20.

5. Пеньков Б.С. Моделирование работы преобразовательной сети на двигательную нагрузку / Б.С. Пеньков // Проблемы электроэнергетики: межвуз. науч. сб. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2004. - С.219-225.

6. Пеньков Б.С. Аварийные режимы преобразовательной сети, построенной на базе инверторов напряжения / Ю.М. Голембиовский, Б.С. Пеньков // Техшчна електродинамша. - Киев: ИЭД HAH Украины, 2004. -Тематичний випуск "Силова електрошка та енергоэффектившсть". - 4.3. -С.31-34.

7. Пеньков Б.С. Моделирование работы высокочастотных резонансных инверторов, используемых для построения многомодульных преобразовательных систем / Б.С. Пеньков, Ю.М. Голембиовский // Проблемы точной механики и управления: сб. науч. тр. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2004. - С.122-127.

8. Пеньков Б.С. Резонансный полумостовой инвертор для ТВЧ-нагрева деталей / Б.С. Пеньков, Ю.М. Голембиовский // Технические и естественные науки: Проблемы, теория, эксперимент: сб. науч. тр. -Саранск: МГУ им. Н.П. Огарева, 2005. - Вып. 5. - С.16-19.

ПЕНЬКОВ Борис Сергеевич

МНОГОМОДУЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ НА ПОВЫШЕННЫХ И РЕГУЛИРУЕМЫХ ЧАСТОТАХ

Автореферат

Ответственный за выпуск Корректор Л.А. Скворцова

Лицензия ИД №06268 от 14.11.01

Подписано в печать 26 02 Об Формат 60x84 1/16

Бум. тип. Усл. печ. л. 0,93 (1,0) Уч.-изд. л. 0,9

Тираж 100 экз. Заказ 74 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77 Отпечатано в РИЦ СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77

ajQQgfi GM

Введение.

Глава 1. Повышение эффективности систем электроснабжения на повышенных и регулируемых частотах.

1.1. Состояние проблемы

1.2. Перспективы создания мощных ИВЭ. Повышение их техникоэкономических показателей

1.3. Постановка задачи

Выводы по главе 1.

Глава 2. Электротехнический комплекс для питания технологического оборудования.

2.1. Принципы функционирования и концепция перестраиваемой структуры.

2.2. Математическая модель для статической нагрузки

2.3. Исследование электротехнического комплекса при изменении нагрузки и перестройке его структуры

2.3.1. Исследование процесса выключения модуля, работающего в режиме передачи активной мощности

2.3.2. Исследование процесса включения модуля в режим передачи активной мощности

2.3.3. Исследование процесса перевода модуля из режима рекуперации в резерв и обратно.

2.4. Моделирование токов вентилей

Л 2.5. Экспериментальные исследования

Выводы по главе 2.

Глава 3. Исследование электротехнического комплекса при работе на двигательную нагрузку.

3.1. Математическая модель системы для питания однодвигательной и многодвигательной нагрузки.

3.2. Динамика комплекса, работающего на однодвигательную нагрузку

3.3. Алгоритм перестройки структуры комплекса при изменении нагрузки.

3.4. Исследование системы централизованного электроснабжения.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Учет влияния реальных параметров модулей на схемотехнику и функционирование электротехнического комплекса.

4.1. Моделирование МПК

4.2. Сравнение энергетических процессов в МПК и в АИН.

4.3. Расчет установленной мощности.

4.4. Исследование аварийных режимов в МПК.

Выводы по главе 4.

Актуальность работы

Наблюдаемое в России в последние годы развитие энергетического рынка сопровождается возрастанием требований к качеству электроснабжения в целом и характеристик потребляемой электроэнергии, в частности. В тоже время рост числа производств, требующих бесперебойного питания, обусловливает большой интерес к эффективным и высоконадежным вторичным источникам электроснабжения. Все это создает благоприятные условия для интенсивного развития такого класса устройств как вентильные преобразователи, стимулирует поиск и реализацию новых схемных решений, а также открывает широкие возможности для их применения.

На сегодняшний день для решения большинства задач во вторичной энергетике требуется мощный от 1 до 300 МВт, полупроводниковый преобразователь, работающий на промышленную трехфазную сеть переменного тока [49]. Такой преобразователь должен обеспечивать плавное и независимое регулирование потоков активной и реактивной мощности, не вызывая при этом искажений формы напряжения сети. Современные силовые полупроводниковые приборы позволяют реализовать различные схемные варианты мощного преобразователя, обладающего указанными выше свойствами.

В последнее время получили широкое распространение приводы с использованием инверторов напряжения. Одной из причин этого, без сомнения, является появление мощных полностью управляемых вентилей, таких как транзисторы IGBT. По сравнению с тиристорами использование IGBT-транзисторов в схеме инвертора напряжения позволяет отказаться от коммутирующих конденсаторов, необходимых для компенсации реактивной мощности в схемах, построенных на приборах с неполной управляемостью.

При этом современные IGBT-модули отличаются высокими предельно допустимыми значениями тока (до 2400 А) и напряжения (до 6500 В), что существенно расширяет возможности их применения в мощном преобразовательном оборудовании.

Классическая схема автономного инвертора напряжения подробно исследована многими авторами [1, 5, 18, 28, 29, 33, 45, 54, 78, 79]. Значительно меньше публикаций в литературе посвящено параллельному соединению инверторов напряжения [4, 7, 8, 30]. Однако известные преимущества организации параллельной работы преобразователей, такие как наращиваемость мощности и высокая надежность при снижении затрат на резервирование, делают актуальной задачу исследования данного типа преобразовательного оборудования.

В ряде публикаций рассматриваются преимущества параллельного включения, вопросы синхронизации преобразовательных модулей в рамках сети и распределения мощности между параллельно работающими преобразователями, способы улучшения- выходного напряжения с помощью различных видов модуляции (ШИМ, АИМ). Известны такие работы по оперативно перестраиваемым преобразовательным сетям, построенным на базе инверторов тока [12, 40, 44, 95, 113], позволяющие создавать высокоэффективные системы вторичного электроснабжения. Вместе с тем аналогичные системы, построенные на базе инверторов напряжения, практически не исследованы и задача построения адаптивных многомодульных систем электроснабжения такого типа еще ждет своего решения.

В данной работе развивается концепция перестраиваемой преобразовательной системы, которая - представляет собой параллельное соединение силовых модулей. Схема модулей аналогична схеме мостового инвертора напряжения. Основным отличием от обычного параллельного включения инверторов напряжения является то, что благодаря соответствующему управлению каждый модуль может работать в нескольких режимах, обеспечивая преобразовательный комплекс дополнительной функциональностью. Помимо вышеназванных преимуществ параллельного включения перестраиваемая преобразовательная система обеспечивает также повышение эффективности использования силового оборудования и увеличение ресурса работоспособности агрегатов за счет многофункциональности преобразовательных модулей.

Цель работы и задачи исследования

Целью диссертационной работы является разработка и исследование схемотехнических решений построения многомодульных оперативно перестраиваемых источников электроснабжения на повышенных и регулируемых частотах.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

1. Разработка математической модели многомодульного перестраиваемого комплекса (МПК) для питания статической нагрузки,

2. Теоретические и экспериментальные исследования электромагнитных процессов в МПК и сравнение результатов с характеристиками АИН.

3. Исследование поведения преобразовательного комплекса при изменении параметров нагрузки и перестройке его структуры.

4. Разработка математической модели МПК для питания двигательной нагрузки и исследование электромагнитных процессов в преобразовательном комплексе при работе на одиночную и групповую двигательную нагрузку.

5. Исследование электромагнитных процессов в МПК, вызванных аварийными ситуациями в нагрузке.

6. Разработка комплекса программ моделирования работы МПК на статическую и двигательную нагрузку.

Методы исследования

Для решения поставленных задач потребовалось использование математического аппарата матричной алгебры, тензорного анализа, дифференциального и интегрального исчислений, объектно-ориентированного программирования, численного моделирования.

Достоверность основных положений диссертации подтверждается тем, что они не противоречат фундаментальным основаниям теоретической электротехники, теории электропривода и" промышленной электроники, а также совпадением расчетных и экспериментальных результатов исследования.

Научная новизна

1. Разработаны математические модели для случаев статической и двигательной нагрузки нового класса многомодульных оперативно перестраиваемых электротехнических комплексов, выполненных на базе параллельно работающих многофункциональных модулей, содержащих инверторы напряжения.

2. Проведено исследование электромагнитных процессов в МПК. Показано, что переходные процессы, связанные с перестройкой структуры МПК и возникающие при изменении режимов работы преобразовательных модулей, не нарушают нормального функционирования комплекса в целом.

3. Доказано, что при включении в состав универсальных преобразовательных модулей обратных диодных мостов обеспечивается сохранение устойчивости работы комплекса при аварийных ситуациях в нагрузке.

Основные положения, защищаемые автором

1. Организация системы вторичного электроснабжения на базе параллельного включения многофункциональных модулей, содержащих инверторы напряжения, обеспечивает снижение аппаратных затрат до 10%, а при резервировании - до 50%, и повышение "живучести" системы.

2. Применение при разработке математических моделей МПК нового геометрического объекта - тензора вращения фаз позволяет создать универсальный инструмент, обеспечивающий моделирование не только алгоритмов переключения транзисторов в каждом модуле, но и процессы перестройки структуры МПК, что позволяет снизить аппаратные и временные затраты на программирование.

3. Введение в схему модулей дополнительных каналов для протекания возвратных токов обеспечивает устранение перенапряжений на вентилях при аварийных ситуациях в нагрузке.

4. Применение МПК обеспечивает снижение амплитудных и средних значений токов вентилей по сравнению с АИН, а перестройка структуры МПК не вызывает бросков тока и перенапряжений на вентилях и может производиться мгновенно.

Практическая ценность работы

1. Развиваемая концепция построения многомодульных электротехнических комплексов на базе инверторов напряжения позволяет повысить эффективность систем электроснабжения за счет возможности оперативной адаптации структуры комплекса к изменяющимся параметрам нагрузки. . надежнрстью при минимальных затратах на резервирование, а также малой инерционностью при изменении режимов работы образующих ее модулей, что делает ее пригодной для питания высокодинамичной нагрузки.

3. Достигнута равномерная загрузка модулей преобразовательного комплекса при включении/выключении двигателей и перестройке структуры комплекса за счет программного регулирования звена постоянного тока модулей.

4. Предложена модификация схем, составляющих комплекс преобразовательных модулей, которая обеспечивает сохранение всех достоинств перестраиваемого комплекса при аварийных ситуациях в нагрузке.

Реализация результатов

1. Вопросы, рассмотренные в работе, нашли отражение в проводимых Институтом проблем точной механики и управления РАН (г. Саратов) исследованиях в области разработки теоретических положений построения адаптивных систем электроснабжения.

2. Результаты исследований, изложенных в диссертационной работе, использованы в ООО "Компания "ХАИТЭК" (г. Саратов) при разработке проекта многопостовых литейных установок для индукционной плавки черных металлов.

Апробация работы

Основные результаты работы были представлены на:

1. Международной конференции "Проблемы и перспективы прецизионной механики и управления в машиностроении" (Саратов, 2002).

2. Ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Саратовского государственного технического университета в 2002, 2003, 2004 годах.

3. Международной научно-технической конференции "Силовая электроника и энергоэффективность" СЭЭ-2004 (Алушта, Украина, 2004).

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка использованной литературы из 113 источников и приложений, изложена на 123 страницах машинописного текста, включая 60 рисунков и 5 таблиц.

Основные результаты проведенных исследований заключаются в следующем:

1. Показано, что для питания нагрузки большой мощности на частотах, отличающихся от общепромышленной частоты 50 Гц, и на регулируемых частотах является перспективным использование многомодульных систем, построенных на базе параллельно работающих многофункциональных модулей, содержащих инверторы напряжения, что обеспечивает возможность оперативной перестройки структуры системы вторичного электроснабжения в зависимости от величины и характера нагрузки, снижает аппаратные затраты и повышает "живучесть" системы.

2. Предложен алгоритм адаптации структуры комплекса к изменяющимся параметрам нагрузки.

3. Разработаны математические модели МПК для исследования и расчета электромагнитных процессов при работе комплекса на статическую и двигательную нагрузку. По сравнению с известными методами моделирования разработанные модели используют новый геометрический объект - тензор вращения фаз, позволяющий в компактной форме реализовать не только законы управления трехфазными инверторами и выпрямителями, но и процессы перестройки структуры МПК.

4. Проведены исследования работы электропривода на базе МПК для случаев питания одиночного двигателя и группы двигателей. Установлено, что снижение пусковых токов при питании двигателей от многомодульного комплекса достижимо двумя путями:

- регулированием звена постоянного тока, !-■-.

При этом в пусковых режимах не наблюдались автоколебания и перераспределения потребляемых токов между модулями. Выполнен сравнительный анализ электромагнитных процессов в классическом АИН и МПК. Проведен расчет установленной мощности для обеих схем, показавший снижение аппаратных затрат в МПК на 9,7% по сравнению с АИН, а при резервировании до 50%. Проведено исследование электромагнитных процессов в МПК, вызванных аварийными ситуациями в нагрузке. Установлено, что аварийные ситуации сопровождаются опасными перенапряжениями, которые могут привести к выходу из строя полупроводниковых приборов. Для устранения этого явления предложена модификация схемы силовых модулей МПК, обеспечивающая защиту вентилей от перенапряжений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Автономные инверторы / под ред. Г. В. Чалого. Кишинев: Штиница, 1974.-336 с.

2. Адамия Г. Г. К вопросу распределения нагрузок между параллельноработающими инверторами / Г. Г. Адамия // Электроэнергетика и автоматика. -Кишинев: Штиница, 1973.-Вып. 15.-С.16-18.

3. Адамия Г. Г. Распределение нагрузок между параллельно работающими инверторами / Г. Г. Адамия, П. Г. Билинкис, В. А. Чванов // Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. 1971. - №17. - С.15-18.

4. Адамия Г. Г. Принципы построения систем, содержащих параллельно работающие автономные инверторы / Г. Г. Адамия, В. А. Чванов // Материалы семинара по кибернетике. 4.1. Динамика систем управления. Кишинев: Штиница, 1975.-С.22-25.

5. Адамия Г. Г. Типовые структурные схемы агрегатов бесперебойного питания / Г. Г. Адамия // Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. 1973. Вып. 6 (113). - С.19-21.

6. Алтунин Б. Ю. Математическое моделирование тиристорных устройств РПН трехфазных трансформаторов / Б. Ю. Алтунин, И.-М. Туманов // Электротехника. 1996. - №6. - С.22 -25.

7. Алферов Н. Г. Инверторный модуль для систем гарантированного электропитания / Н. Г. Алферов, В. И. Мамонтов, Ю. К. Розанов // Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. 1981. -№7 (135). - С.13-15.

8. Антонов И. М. Оптимизация параметров многомодульной системы ИВЭП / И. М. Антонов, О. Г. Гагарина, Б. А. Глебов // Электротехника. 1993. -№11. - С.53-57.

9. Антонов И. М. Надежность системы электропитания, состоящей из однотипных преобразовательных ячеек / И. М. Антонов, Б. А. Глебов // Тр. Моск. энерг. ин-та. 1986. №92. - С. 123-127.

10. Артюхов И. И. Автономные инверторы тока в системах электропитания / И. И. Артюхов, Н. П. Митяшин, В. А. Серветник. Саратов: Сарат. политехи, ин-т, 1992. - 152 с.

11. Артюхов И. И. Адаптивная система электропитания модульного типа / И. И. Артюхов, И. П. Крылов // Функциональные электродинамические системы и устройства низких и сверхвысоких частот: межвуз. науч. сб. -Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2001. С.95-100.

12. Артюхов И. И. Тиристорные преобразователи частоты с перестраиваемой структурой / И. И. Артюхов, Ю. Б. Томашевский,

13. B. А. Серветник // Вопросы преобразовательной техники и частотного электропривода: межвуз. науч. сб. Саратов: Сарат. политехи, ин-т, 1985.1. C.47-53.

14. Ахмеров Р. А. Вопросы оптимизации преобразователей для импульсных технологий / Р. А. Ахмеров, Т. П. Костюкова, JI. Э. Рогинская //

15. Proceedings of 4-th International conf. on Unconventional Electromechanical and Electrical Systems. St.Petersburg, Russia, 1999. - V.3. - P.995-1000.

16. Бару А. В. Преобразователи частоты для электроприводов большой мощности / А. В. Бару, Ю. JI. Шинднес // Техшчна електродинамжа. Системи електроживлення електротехшчних установок i комплетв. 1999. - С. 113-114.

17. Бедфорд Б. Теория автономных инверторов / Б. Бедфорд, Р. Хофт; пер. с англ. М.: Энергия, 1969. - 280 с.

18. Белов Г. А. Электронные цепи и микросхемотехника: учеб. пособие для вузов / Г. А. Белов. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2004. - 780 с.

19. Беркович Е. И. Параллельная работа преобразователей частоты для индукционного нагрева / Е. И. Беркович, А. И. Зуев, Ю. С. Иоффе,

20. A. П. Мотыль // Электрическая промышленность. Преобразовательная техника. -1973.-Вып. 11.-С.18-20. .

21. Бородин H. И. Структурная схема при параллельной работе непосредственных преобразователей частоты / Н. И. Бородин // Полупроводниковые преобразователи электрической энергии: сб. науч. тр. -Новосибирск, 1983. С.94-103.

22. Бородин Н. И. Статический режим параллельной работы двух НПЧ / Н. И. Бородин, Е.А. Подъяков, С.А. Харитонов // Преобразовательная техника: межвуз. науч. сб. /Новосиб. электротехн. ин-т. Новосибирск, 1979. - С.101-112.

23. Васильев А. С. Параллельная работа преобразователей в электротермии / А. С. Васильев, С. Г. Гуревич, Ю. П. Качан // Электротехника. -1976. №8. - С.44-48.

24. Вентильные преобразователи переменной структуры / В. Е. Тонкаль,

25. B. С. Руденко, В. Н. Жуйков и др. Киев: Наук, думка, 1989. - 336 с.

26. Видакас Ю. А. Вопросы устойчивости стабилизированного автономного инвертора тока к внешним коротким замыканиям / Ю. А. Видакас, 3. В. Грузенберг, А. А. Писарев, Г. В. Шмелева // Тр. ВНИИ электромеханики. -М., 1985. Вып. 77. - С.68-79.

27. Воронин П. А. Полупроводниковые ключи для силовой электроники /

28. П. А. Воронин. М.: ДО ДЕКА, 2000.

29. Глазенко Т. А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока / Т. А. Глазенко. Л.: Энергия, 1973. - 304 с.

30. Глазенко Т. А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах / Т. А. Глазенко, Р. Б. Гончаренко. Л.: Энергия, 1969. - 184 с.

31. Голембиовский Ю. М. Адаптивные сети на базе инверторов напряжения / Ю. М. Голембиовский // Unconventional Electromechanical and Electrical Systems: Proceedings of the 4-th Internation. conf. St.Petersburg, Russia, 1999.-V.3.-P.1063-1068.

32. Голембиовский Ю. M. Модель для управления комплексом тиристорных. преобразователей / Ю. М. Голембиовский // Вопросы преобразовательной техники и частотного электропривода: межвуз. науч. сб. -Саратов: Сарат. политехи, ин-т, 1985. С.35-39.

33. Голембиовский Ю. М. Неканонические структуры оперативно перестраиваемых преобразовательных сетей / Ю. М. Голембиовский // Техшчна електродинампса. 1998. - Спец. вип. 2. - Т.1. - С.217-220. i

34. Голембиовский Ю. М. Расчет режимов преобразователей переключающего класса / Ю. М. Голембиовский // Вопросы преобразовательной техники и частотного электропривода: межвуз. науч. сб. -Саратов: Сарат. гос. техн. ин-т, 1980. С.95-101.

35. Голембиовский Ю. М. Тензорные модели многомостовых оперативно перестраиваемых преобразовательных сетей / Ю. М. Голембиовский // Проблемы преобразовательной техники: тез. докл. V Всесоюз. науч.-техн.конф. / АН УССР. Киев, 1991. - 4.1. - С.243-245.

36. Голембиовский Ю. М. Управление группой преобразователей частоты, работающих на общую сеть / Ю. М. Голембиовский; Сарат. политехи, ин-т, 1988.-Деп. в Информприбор. № 4402 пр88. 04.11.88.

37. Гончаров Ю. П. Ток короткого замыкания в инверторе напряжения с фильтром, содержащим насыщающийся реактор / Ю. П. Гончаров,ТО. Д. Сакара // Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. 1977. -Вып. 3.-С.12-15.

38. Джюджи JI. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты: теория, характеристики, применение / Л. Джюджи, Б. Пелли. М.: Энергоиздат, 1983.-400 с.

39. Диоды и тиристоры в преобразовательных установках / М. И. Абрамович, В. М. Бабайлов, В. Е. Либер и др. М.: Энергоатомиздат, 1992.-432 с.

40. Жежеленко И. В. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях / И. В. Жежеленко, Н. JI. Рабинович, В. М. Божко. Киев: Техшка, 1981. - 160 с.

41. Жемеров Г. Г. Перспективы дрименения силовой электроники в энергетике / Г. Г. Жемеров, Е. И. Сокол, А. Ю. Бару, Ю. JI. Шинднес // Техшчна електродинамжа. Кшв, 2000. С.3-8.

42. Жуйков В. Я. Структурный синтез преобразователей с минимальным числом ключевых элементов / В. Я. Жуйков, В. Е. Сучик, С. П. Денисюк // Техническая электродинамика. 1984. - № 2. - С.41-44.

43. Забродин Ю. С. Автономные тиристорные преобразователи с широтно-импульсным регулированием / Ю. С. Забродин. -М.: Энергия, 1977. 136 с.

44. Забродин Ю. С. Способы реализации широтно-импульсного регулирования в автономных инверторах напряжения / Ю. С. Забродин, А. Н. Добровольский, Н. А. Кулишова, И. А. Лыков // Электротехника. 1984. -№11. - С.38-42.

45. Зиновьев Г. С. Основы преобразовательной техники: в 4 ч. / Г. С. Зиновьев. Новосибирск: Новосиб. электротехн. ин-т, 1971. - 4.1. - 102 е.; 4.2.-80 е.; 1975. - Ч.З. - 92 е.; 1981. - 4.4. - 115 с.

46. Зиновьев Г. С. Основы силовой электроники: учеб. пособие / Г. С. Зиновьев. Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. техн. ун-та, 2003. - 664 с.

47. Зиновьев Г. С. Прямые методы расчета энергетических показателей вентильных преобразователей / Г. С., Зиновьев. Новосибирск: Изд-во Новосиб.ун-та, 1990. - 218 с.

48. Зиновьев Г. С. Электромагнитная совместимость устройств силовой электроники (электроэнергетический аспект): учеб. пособие / Г. С. Зиновьев. -Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. техн. ун-та, 1998. 91 с.

49. Кадель В. И. Силовые электронные системы автономных объектов. Теория и практика автоматизированной динамической оптимизации /

50. В. И. Кадель // Силовая электроника РЭА. М.: Радио и связь, 1990. - Вып.1. -224 с.

51. Калииболотский Ю. М. Оптимальное синтезирование синусоидального напряжения / Ю. М. Калииболотский, В. Я. Жуйков, А. И. Солодовник // Оптимизация преобразователей электромагнитной энергии. -Киев: Наукова думка, 1976. С. 15-21.

52. Кантер И. И. Преобразовательные устройства в системах электроснабжения / И. И. Кантер. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1989. - 260 с.

53. Кантер И. И. Статические преобразователи частоты / И. И. Кантер. -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1966.-406 с.

54. Кантер И. И. Тиристорный преобразователь для частотного управления асинхронным электроприводом / И. И. Кантер, Ю. М. Голембиовский // Электротехника. 1969. - №11. - С.10-14. .

55. Кантер И. И. Электромагнитные процессы в преобразователях частоты инверторно-переключающего режима / И. И. Кантер, Ю. М. Голембиовский // Повышение надежности приборов: науч. труды. Вып. 23 / Сарат. политехи, ин-т. Саратов, 1966. - С.244-258.

56. Кантер И. И. Система централизованного электроснабжения на базе параллельно работающих преобразователей частоты / И. И. Кантер, Ю. Б. Томашевский, Ю. М. Голембиовский // Электричество. 1991. - №1. -С.39-47.

57. Ковалев Ф. И. Стабилизированные автономные инверторы с синусоидальным выходным напряжением / Ф. И. Ковалев, Г. П. Мосткова, В. А. Чванов и др. -М.: Энергия, 1972. 152 с.

58. Колпаков А. И. Моделирование транзисторов IGBT с помощью PSPICE / А. И. Колпаков // Компоненты и технологии. 2002. - №8. - С.134-138.

59. Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин / И. П. Копылов. М.: Высш. шк., 1987. - 248 с.

60. Крон Г. Тензорный анализ сетей / Г. Крон. М.: Сов. радио, 1978. - 719 с.

61. Лоренц JI. Состояние и направления дальнейшего развития в сфере разработки и применения силовых полупроводниковых приборов / JI. Лоренц // Электротехника. -2001. №12.

62. Лоренц Л. Состояние и направления дальнейшего развития в сфере разработки и применения силовых полупроводниковых приборов / Л. Лоренц // Электротехника. 2002. - №3.

63. Моин В. С. Стабилизированные транзисторные преобразователи / В. С. Моин. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 376 с.

64. Моин B.C. Стабилизированные транзисторные преобразователи / В. С. Моин, Н. Н. Лаптев. М.: Энергия, 1972. - 512 с.

65. О построении мощных инверторов напряжения на IGBT / В.А. Барский, М.Г. Брызгалов, Н. А. Горяйнов, И. В. Уфимцев и др. // Техшчна електродинамша. 1998. - Спец. вип. 2. - Т.1. - С.80-83.

66. Полупроводниковые выпрямители / под ред. Ф. И. Ковалева и Г.П. Мостковой. М.: Энергия, 1978. - 448 с.

67. Пономарев И. Г. Метод глубокого секционирования с резервированием в полупроводниковой технике / И. Г. Пономарев // Электричество. 1990. - №7. - С.41-45.

68. Разевиг В. Д. Система проектирования OrCAD 9.2 / В. Д. Разевиг. М.: COJIOH-P, 2001. 528 с.

69. Разевиг В. Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0 / В. Д. Разевиг. М.: COJIOH-P, 1999. 698 с.

70. Розанов Ю. К. Параллельная работа преобразователей постоянного тока / Ю. К. Розанов // Электротехника. №4. - 1982. - С.37-39.

71. Розанов Ю. К. Полупроводниковые преобразователи со звеном повышенной частоты / Ю. К. Розанов. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 184 с.

72. Руденко В. С. Основы преобразовательной техники / В. С. Руденко, В.И. Сенько, И.М. Чиженко. М.: Высш. шк., 1980. - 424 с.

73. Семиглазов А. М. Новый принцип синтеза инверторов с амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ) / ' А. М. Семиглазов // Силовая полупроводниковая техника и ее применение в народном хозяйстве: тез. док^. VII Всесоюз. науч.-техн. конф. М., 1985. - С.33-35.

74. Сергеев Б. С. Источники электропитания электронной аппаратуры железнодорожного транспорта / Б. С. Сергеев, А. Н. Чечулина. М.: Транспорт, 1998.-280 с.

75. Смородинов В. В. Параллельная работа ТПЧ для индукционного нагрева / В. В. Смородинов, Е.И. Беркович // Тр. Уфимск. авиац. ин-та. Уфа, 1973. Вып. 48. Сб.З.

76. Супронович Г. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок / Г. Супронович; пер. с польск. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 136 с.

77. Твердин JI. М. Исследование электромагнитных процессов при параллельной работе тиристорных преобразователей / JI. М. Твердин, JI. П. Хоботов // Тр. Моск. ин-та электрон, машиностр. 1973. Вып.26.

78. Тиристорные преобразователи высокой частоты / Е. И. Беркович, Г. В. Ивенский, Ю. С. Иоффе, А. Т. Матчак и др. JL: Энергия, 1973. - 200 с.

79. Толстов Ю. Г. Автономные инверторы тока / Ю. Г. Толстов. М.: Энергия, 1980.-327 с.

80. Толстов Ю. Г. Выбор схемы мощных тиристорных преобразователей / Ю. Г. Толстов // Тиристорные преобразователи. М.: Наука, 1970. - С.2-18.

81. Тонкаль В. E. Оптимальный синтез автономных инверторов с амплитудно-импульсной модуляцией / В. Е. Тонкаль, Э. Н. Гречко, Ю. Е. Куликов. Киев: Наук, думка, 1987. - 220 с.

82. Тонкаль В. Е. Оптимизация параметров автономных инверторов / В. Е. Тонкаль, А. В. Новосельцев, Ю. К.Черных.- Киев: Наук, думка, 1985. -220 с. .

83. Тонкаль В. Е. Оптимизация силовых полупроводниковых преобразователей / В. Е. Тонкаль, А. В. Новосельцев, М. Т. Стрелков // Оптимизация схем и параметров устройств преобразовательной техники: сб. науч. тр. Киев: Наук, думка, 1983. - С.3-13.

84. Туманов И. М. Тиристорные и тиристорно-контактные установки для стабилизации и регулирования параметров электроэнергии / И. М. Туманов, Б. Ю. Алтунин. Н. Новгород: Нижегород. гос. техн. ун-т, 1993.

85. Харитонов С. А. Энергетические характеристики электрических цепей с вентилями. Геометрические аналогии: учеб. пособие / С. А. Харитонов. -Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. техн. ун-та, 1998. 168 с.

86. Хейнеман P. PSpice. Моделирование работы электронных схем / Р. Хейнеман. М.: ДМК Пресс, 2001. - 336 с.

87. Чванов В. А. Многомосторая вентильная цепь как элемент динамической системы / В. А. Чванов // Электричество. 1990. - №7.- С.46-52.

88. Шипилло В. П. Особенности комбинированного регулирования автономного инвертора тока при работе АБП на многодвигательную нагрузку /

89. B. П. Шипилло, В. Н. Кондратюк, А. А.Маслов, Н. Д. Левицкая // Проблемы электромагнитной совместимости силовых полупроводниковых преобразователей: тез. докл. 3-го Всесоюз. науч.-техн. совещ. Таллин, 1986.1. C.108-109.

90. Щербаков Б. Ф. Механизм распределения активных нагрузок параллельно работающих инверторов тоца / Б. Ф. Щербаков, А. А. Русских // Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. 1974. -Вып. 4.138