автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.12, диссертация на тему:Многоуровневые полупроводниковые преобразователи частоты с емкостным делителем напряжения для автономных систем генерирования электрической энергии

005010511

На правах рукописи

БРОВАНОВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ

МНОГОУРОВНЕВЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ С ЕМКОСТНЫМ ДЕЛИТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ СИСТЕМ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ (Анализ и синтез)

Специальность 05.09.12 — силовая электроника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

.9 ФЕВ 2С.2

Томск - 2012

005010511

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет»

Научный консультант: доктор технических наук,

профессор С. А. Харитонов

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

зам. Главного конструктора Ю. М. Казанцев («НПЦ «Полюс», г. Томск)

доктор технических наук, профессор А. А. Ефимов (ГУАП, г. Санкт - Петербург)

доктор технических наук, старший научный сотрудник Б. Ф. Симонов (Институт горного дела СО РАН, г. Новосибирск)

Ведущая организация: ОАО «АКБ «ЯКОРЬ», г. Москва

Защита диссертации состоится « 1 » марта 2012 г. в 4на заседании диссертационного совета Д 212.268.03 Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники по адресу: 634034, г. Томск, ул. Вершинина, 74.

Автореферат разослан » января 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Р. В. Мещеряков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Автономные системы генерирования электрической энергии (СГЭЭ) находят широкое применение в возобновляемой энергетике.

Наращивание энергетического потенциала возобновляемой энергетики продиктовано ростом потребности в электроэнергии, ухудшающейся экологической ситуацией и ограниченностью сырьевых ресурсов. В последние годы использование энергии возобновляемых источников увеличивается по своим масштабам и приобрело устойчивую тенденцию к росту.

Многие страны принимают программы, включающие в себя развитие энергетического комплекса со значительной долей произведенной электрической энергии от автономных СГЭЭ с использованием возобновляемых источников энергии. Увеличение доли вырабатываемой электрической энергии от источников возобновляемой энергии требует развития технического оборудования для ее производства и преобразования, а также значительного усовершенствования систем передачи электрической энергии. Данные меры, прежде всего, направлены на повышение энергетической эффективности производства, преобразования и передачи электрической энергии потребителю. .

Функциональные принципы преобразования электрической энергии в СГЭЭ с использованием возобновляемых источников энергии, например, в ветроэнергетических системах, во многом подобны функциональным принципам автономных СГЭЭ подвижных объектов - авиационных и космических аппаратов, морских судов, подводных лодок и т. д.

Востребованность в энергоэффективных автономных СГЭЭ для подвижных объектов обусловлено их возрастающей энергоемкостью. Особенно сильно это выражено в самолетостроении, которое характеризуется жесткими требованиями по весогабаритным показателям, эксплуатационной надежности и энергетической эффективности. Это обусловлено в основном реализацией, как за рубежом, так и у нас в стране, концепции самолета с полностью электрифицированным оборудованием или «полностью электрический самолет» (ПЭС). Под «полностью электрическим самолетом» понимается самолет с единой централизованной системой электроснабжения, обеспечивающей все энергетические потребности самолета. На ПЭС электрическая энергия будет применяться для питания энергоемких систем, которые традиционно использовали для своего функционирования гидравлическую и пневматическую энергию.

Важным и ответственным звеном структуры автономной СГЭЭ, оказывающим существенное влияние на технические, стоимостные и другие показатели системы, является полупроводниковый преобразователь электрической энергии. Полупроводниковый преобразователь позволяет не только осуществлять преобразование электрической энергии, но при этом способствует улучшению энергетических показателей качества преобразования электрической энергии в СГЭЭ.

Появление на электронном рынке современных силовых полупроводниковых приборов, таких как ЮВТ, МОБРЕТ, ЮСТ, ОТО, а также высокопроиз-

водительных микроконтроллеров, способствовало решению проблем по созданию энергоэффективных полупроводниковых преобразователей электрической энергии.

Над вопросами совершенствования структур, функциональных и технических характеристик полупроводниковых преобразователей, повышения их энергоэффективности в разное время занимались отечественные и зарубежные разработчики. Значительный вклад в эту область исследований внесли: Маев-ский О. А., Лабунцов В. А., Шрейнер Р. Т., Кобзев А. В., Грабовецкий Г. В., Казанцев Ю. М., Зиновьев Г. С., Розанов Ю. К., Харитонов С. А., Симонов Б. Ф., Багинский Б. А., Чаплыгин E. E., Чехет Э. М., Ковалев Ф. И., Герман-Галкин С. Г., Глазенко Т. А., Беркович Е. И., Барский В. А., Мойн В. С., Лаптев H. H., Михальченко Г. Я., Шидловский А. К., Тонкаль В. E., Жемеров Г. Г., Голембиовский Ю. М., ЕфимовА. А., ЖуйковВ.Я., Переверзев А. В., Гончаров Ю. П., Рыбкин C. E., J. W. Kolar, Т. A. Lipo, Isao Takahashi, Toshihiko Noguchi, A.Nabae, J. Takahashi, H.Akagi, Bladimir Blasko, N. Celanovic, D. Boroyevich, Bimal K. Bose, Marian P. Kazmierkowski, Mariusz Malinowski, Marvin J. Fisher и др.

Стремление улучшить в СГЭЭ энергетические показатели качества преобразования электрической энергии и характеристики по электромагнитной совместимости посредством использования полупроводниковых преобразователей привело к тому, что в их структурах стали применять активные преобразователи (выпрямители), матричные преобразователи и преобразователи, классифицирующиеся как многоуровневые.

Различные аспекты создания и исследования систем преобразования электрической энергии на базе активных выпрямителей и матричных преобразователей отражены в трудах Зиновьева Г. С., Шрейнера Р. Т., Харитонова С. А., Ефимова А. А., Попова В. И., ЧехетаЭ. М., Виноградова А. Б., Ми-хальского В. М., Yamamoto E., Нага H., Blaabjerg F., Lipo Т. A. и др.

Несмотря на отмеченные достоинства активных выпрямителей и матричных преобразователей, применение их ограничено. Это связано с тем, что улучшение качества генерирования электрической энергии в СГЭЭ на базе вышеперечисленных схем напрямую зависит от повышения частоты ШИМ, увеличение которой приводит к снижению КПД преобразователя. Уровень установленной мощности ограничивается классом по напряжению полупроводниковых приборов. Используемый принцип непосредственного преобразования частоты в матричном преобразователе характеризуется низким коэффициентом передачи по напряжению.

В этой связи одним из перспективных направлений решения обозначенных проблем является применение многоуровневых полупроводниковых преобразователей.

В настоящее время существует несколько типов многоуровневых схем преобразователей. В отечественной литературе еще нет установившейся терминологии данных схем, согласно англоязычной литературе выделяются три основных типа: The diode-clamped multilevel converter или neutral-point-clamped

(NPC) multilevel converter; The flying capacitor multilevel converter (FCC) или imbricated cell converter; The series-connected/cascaded multilevel converter (SCC).

Как показывает анализ многочисленных публикаций, NPC-тип преобразователей наиболее привлекателен, и многие разработчики уделяют ему значительное внимание. Современные микроконтроллеры позволяют реализовать на их основе различные алгоритмы управления данным типом преобразователей с различным способом модуляции. Особый интерес представляет векторный способ широтно-импульсной модуляции (ВШИМ), позволяющий уменьшать число коммутаций ключей, повышать использование по напряжению преобразователя, а также осуществлять выравнивание напряжения на конденсаторах.

Хорошие функциональные и энергетические характеристики NPC-тапа преобразователей в значительной мере удовлетворяют современным требованиям СГЭЭ. Условимся в дальнейшем данный тип преобразователя классифицировать как многоуровневый преобразователь (ПМ) с емкостным делителем напряжения (ЕДН). Растущий интерес специалистов к построению СГЭЭ на базе многоуровневых полупроводниковых преобразователей с емкостным делителем напряжения подчеркивает актуальность и перспективность их применения. При этом особенность автономных СГЭЭ такова, что мощность используемого генератора и нагрузки соизмеримы, частота вращения вала генератора нестабильная, а наличие несимметричных нагрузок может приводить к возникновению небаланса напряжений ЕДН. Эти и другие факторы оказывают отрицательное влияние на энергетические показатели качества преобразования электрической энергии. В этой связи становится все более актуальной задача улучшения энергетической эффективности МП с ЕДН для создания автономных СГЭЭ с улучшенными энергетическими показателями.

Однако уровень теоретического исследования электромагнитных процессов в МП с ЕДН для автономных систем генерирования, развитие методик расчета энергетических показателей качества преобразования электрической энергии, способов и алгоритмов управления МП с ЕДН не удовлетворяют современным тенденциям развития автономных систем генерирования электрической энергии. Несмотря на множество публикаций, содержащиеся в них исследования носят в основном локальный характер, не отражающие комплексного подхода к проблеме повышения энергетической эффективности СГЭЭ.

Цель работы и задачи исследования. Цель диссертационной работы состоит в решении научно-технической проблемы повышения энергетической эффективности многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения для автономных систем генерирования электрической энергии путем обобщения и развития методов их расчета и анализа, а также синтеза эффективных алгоритмов управления.

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

1. Разработка математического описания обобщенного »¡-фазного N-уровневого полупроводникового преобразователя с емкостным делителем напряжения.

2. Разработка математических моделей и методик для расчета энергетических показателей качества электромагнитных процессов МП с ЕДН для СГЭЭ.

3. Расчет и анализ энергетических показателей качества преобразования электрической энергии в многоуровневых полупроводниковых преобразователях частоты с емкостным делителем напряжения для различных режимов работы автономных систем генерирования электрической энергии.

4. Анализ влияния параметров небаланса напряжений конденсаторов емкостного делителя напряжения на энергетические показатели качества преобразования энергии в МП с ЕДН.

5. Теоретическое обобщение и развитие геометрических аналогий к синтезу широтно-импульсной модуляции в многоуровневых полупроводниковых преобразователях частоты с емкостным делителем напряжения.

6. Синтез алгоритмов управления с использованием векторной ШИМ с целью улучшения качества формируемого входного тока и выходного напряжения МП с ЕДН.

7. Экспериментальное исследование макетных образцов многоуровневых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения с целью проверки разработанных математических моделей, методик расчета, результатов теоретического анализа и синтеза алгоритмов управления.

Методы исследования. Решение поставленных задач потребовало привлечение аппарата дифференциального и интегрального исчислений, преобразования Фурье, теории матриц, метода обобщенных векторов и метода переключающих функций, а также методов линейной алгебры и аналитической геометрии, методов численного и имитационного моделирования.

Достоверность основных теоретических положений, методов расчета и анализа подтверждается сопоставлением расчетных и полученных экспериментально и имитационным моделированием электрических параметров и характеристик установившихся режимов при работе многоуровневых полупроводниковых преобразователей.

Научная значимость и новизна диссертационной работы:

1. Предложена концепция анализа и синтеза многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения для автономных систем генерирования электрической энергии, основанная на использовании иерархии специализированных математических моделей, ориентированных на определение основных энергетических параметров и характеристик силовых схем преобразователей, а также синтез алгоритмов управления ими в составе СГЭЭ.

2. Предложена схема замещения от-фазного Л'-уровневого полупроводникового преобразователя с емкостным делителем напряжения, позволившая создать математические модели различных схем МП с ЕДН. Модели базируются на совокупности моментов: использования комбинаций состояний ключей, геометрических аналогий представления электрических величин, весовых коэффициентов образующих векторов и переключающих функций. Модели предназначены для расчета и исследования параметров и характеристик, определяющих энергетическую эффективность МП с ЕДН, качество формирования входного тока и выходного напряжения, а также для синтеза параметров силовых схем МП с ЕДН и алгоритмов управления.

3. Разработан способ коррекции весовых коэффициентов образующих векторов в функции изменения напряжений на конденсаторах емкостного делителя напряжения, позволивший реализовать алгоритм векторной ШИМ, обеспечивающий улучшение качества входного тока и выходного напряжения многоуровневого преобразователя при небалансе напряжений конденсаторов емкостного делителя напряжения.

4. Предложен алгоритм активного подавления низкочастотных пульсаций напряжений на конденсаторах звена емкостного делителя напряжения трехфазного трехуровневого полупроводникового преобразователя с целью поддержания качества выходного напряжения преобразователя при снижении значений емкостей звена ЕДН.

5. Предложен способ управления, обеспечивающий максимальное среднее значение выпрямленного напряжения трехфазного трехуровневого выпрямителя без рекуперации электрической энергии при изменении величины выходного тока.

6. Разработан алгоритм управления для однофазного трехуровневого полупроводникового выпрямителя, позволяющий обеспечить баланс напряжений на конденсаторах емкостного делителя напряжения.

7. Предложена методика расчета динамических потерь активной мощности в силовых ключах МП с ЕДН, обобщенная к любому числу уровней напряжений ЕДН с учетом параметров векторной широтно-импульсной модуляции.

Основные положения, защищаемые автором:

1. Концепция анализа и синтеза многоуровневых полупроводниковых преобразователей с емкостным делителем напряжения для автономных систем генерирования электрической энергии, основанная на использовании иерархии специализированных математических моделей, ориентированных на определение основных электрических и энергетических параметров и характеристик силовых схем преобразователей и алгоритмов управления ими в составе СГЭЭ.

2. Математические модели многоуровневых полупроводниковых преобразователей с ЕДН, основанные на применении геометрического представления электрических величин, комбинаций состояний ключей, весовых коэффициентов образующих векторов и переключающих функций.

3. Результаты комплексного теоретического исследования энергетических показателей качества преобразования электрической энергии в МП с ЕДН и выявившие закономерности их изменения при небалансе напряжений конденсаторов емкостного делителя напряжения и различных режимах работы автономных систем генерирования электрической энергии.

4. Синтезированные алгоритмы управления, основанные на применении векторных способов ШИМ, позволяющие повысить энергетическую эффективность многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения путем снижения пульсаций напряжений конденсаторов ЕДН, улучшения качества входного тока и выходного напряжения МП с ЕДН в условиях небаланса напряжений конденсаторов ЕДН и осуществления баланса напряжений конденсаторов ЕДН.

5. Методику расчета динамических потерь активной мощности в силовых ключах МП с ЕДН, обобщенную к любому числу уровней напряжений ЕДН с учетом параметров векторной широтно-импульсной модуляции.

6. Результаты расчета внутренних характеристик многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения в виде распределения токовой загрузки в ключевых силовых элементах от режимов работы преобразователей и параметров ВШИМ, а также распределения статических и динамических потерь активной мощности в ключевых элементах.

Практическая ценность работы:

1. Разработанные математические модели, позволяющие рассчитывать и исследовать основные энергетические характеристики в многоуровневых полупроводниковых преобразователях частоты с емкостным делителем напряжения, выявлять их свойства в зависимости от режимов и параметров т>аботы автономных СГЭЭ, используются при проведении НИР в отраслевой научноисследовательской лаборатории электроснабжения летательных аппаратов НГТУ.

2. Полученные результаты анализа электромагнитных процессов в МП с ЕДН положены в основу предложенных технических решений, обеспечивающих улучшение энергетической эффективности МП с ЕДН и автономных СГЭЭ на их основе.

3. Разработанные методики по расчету внутренних характеристик МП с ЕДН легли в основу создания инженерной методики проектирования МП с ЕДН с улучшенными энергетическими показателями качества преобразования электрической энергии для автономных СГЭЭ и других приложений.

4. Применение разработанных алгоритмов управления с ВШИМ позволяют повысить качество преобразования электрической энергии в МП с ЕДН и создают объективные предпосылки использования данного типа преобразователей в других областях, например, электроприводе, в целях реализации их энергоэффективных режимов.

5. Совокупность полученных теоретических и практических результатов использованы в учебном процессе при подготовке инженеров, магистрантов и аспирантов в области силовой электроники.

Реализация результатов работы. Основные научные положения диссертационной работы, а также результаты теоретических и экспериментальных исследований, использованы при выполнении госбюджетных и хоздоговорных НИР, выполняемых в НГТУ по заказам ряда предприятий, таких как: АКБ «Якорь» (г. Москва), МКБ «Радуга» (г. Дубна), ОАО «АвтоВАЗ» (г. Тольятти), ОАО «ДААЗ» (г. Димитровград), НИИ СЭТМ, ФГУП ПО «СЕВЕР», ООО «НИИАСЭ», ХК ОАО «НЭВЗ-СОЮЗ» (г. Новосибирск).

Предложенные в диссертации математические модели и методики расчета внутренних характеристик МП с ЕДН были использованы в исследованиях при выборе структурной схемы автономной системы генерирования «СГ -ПЧА» для летательных аппаратов.

Материалы диссертации, относящиеся к математическим моделям и анализу электромагнитных процессов, используются в учебном процессе при подготовке студентов по специальности «Промышленная электроника».

Результаты диссертационных исследований нашли применение при разработке и внедрении в производство:

- Электромеханического усилителя рулевого управления для автомобилей ВАЗ 2170 «Приора».

- Полупроводникового преобразователя для системы генерирования ветроэнергетической установки «Радуга-1», установленной в Калмыкии.

Связь темы диссертации с научно-техническими программами. Работа выполнялась в рамках следующих программ:

1) Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, утвержденная постановлением Правительства Российской Федерации от 28 июля 2008 года № 568 по теме: «Улучшение энергетических показателей качества преобразования электрической энергии в многоуровневых полупроводниковых преобразователях с емкостным делителем напряжения».

2) Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» научно-исследовательские работы по лоту шифр «2011-1.6516-015» «Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований в области создания эффективных накопителей электрической энергии для нужд централизованной и автономной энергетики» по теме: «Разработка и создание эффективных накопителей электрической энергии на базе многоуровневых полупроводниковых преобразователей и аккумуляторных батарей».

3) Государственный контракт от 22.10.2010 г. №13.(336.31.0010 «Исследование, разработка и организация промышленного производства механотрон-ных систем для энергосберегающих технологий двойного назначения».

4) Проект №9706 «Исследование и разработка систем электрифицированного оборудования автономных объектов на основе средств силовой интеллектуальной электроники» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (2009-2011 годы).

Апробация работы. Основные материалы работы были представлены на: второй Дальневосточной научно-практической конференции (г. Комсомольск-на-Амуре, 1989 г.); Международных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП (г. Новосибирск, 1992, 1994, 2000, 2002, 2004, 2008 гг.); «Силовая электроника и энергоэффективность» (г. Алушта, Украина, 2005, 2006, 2007, 2008, 2011 гг.); «РЕМС-94» (Варшава, 1994 г.); «Информатика и проблемы телекоммуникаций» (г. Новосибирск, 1995 г.); «Проблемы современной электротехники» (г. Киев, Украина, 2001, 2008 гг.); Первый Российско-Корейский симпозиум «RUSKO-АМ» (г. Новосибирск, 2001 г.); Korea-Russia International Symposium «KORUS» (г. Ульсан, Ю.Корея, 2003 г.); International Workshop and Tutorials on Electron Devices and Materials (г. Эрлагол, Республика Алтай, 2006 г.); 32nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (Paris, France, 2006 г.);

«Электроприводы переменного тока» (г. Екатеринбург, 2005, 2007 гг.); The International Conference «Computer as a Tool» IEEE Region 8 (Warsaw, Poland, 2007 г.); The International Conference «SIBIRCON» IEEE Region 8 (г. Новосибирск, 2008 г., г. Иркутск, 2010 г.), 35th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society - IECON (Porto, Portugal, 2009 г.) и ряде других конференций и научных семинарах.

Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 47 работ. Работ, опубликованных в ведущих рецензируемых журналах и изданиях, определённых Высшей аттестационной комиссией - 14. Из 47 опубликованных работ 24 научные статьи, 19 докладов на международных, межрегиональных и других научных конференциях, три патента РФ, одно авторское свидетельство. Десять работ написано лично без участия соавторов.

В работах [1-3, 17, 18, 20, 21, 42] соискателю принадлежит общая постановка задач исследований и проведение анализа. Выводы проведены соавторами совместно. В работах [12, 14, 35, 38, 40, 41] соискателем выполнена разработка основных положений математических моделей и методик анализа. Анализ и верификация полученных результатов соавторами выполнено совместно. В работах [4, 6, 10,13, 22, 24, 27, 30, 33, 43] соискателем проведена разработка основных положений способов и алгоритмов управления. Обработка результатов выполнена совместно с соавторами. В работах [7, 8, 15, 16, 19, 23, 25, 36, 39] соискателем проведено теоретическое исследование. Обработка результатов и выводы проведены соавторами совместно.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 285 страницах машинописного текста и содержит введение, восемь глав, заключение, список литературы из 355 наименований, 207 рисунков, 21 таблицу и приложение.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, изложены сведения о научной значимости, представлены основные положения, выносимые на защиту. Представлены сведения о практической ценности и апробации работы.

В первой главе анализируются теоретические и практические аспекты в области применения многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения в системах генерирования электрической энергии для нужд автономной энергетики. Рассмотрены концепция и тенденции основных направлений развития структур СГЭЭ с позиции повышения их энергоэффективности.

Проведенное аналитическое исследование позволило выявить следующее:

1. Становится все более актуальной задача улучшения энергетической эффективности полупроводниковых преобразователей частоты автономных СГЭЭ. Это обусловлено тем, что в автономных СГЭЭ мощности генератора и нагрузки соизмеримы, при этом частота вращения первичного вала генератора нестабильная. Эти факторы оказывают отрицательное влияние на энергетические показатели качества преобразования электрической энергии.

и

2. Полупроводниковые преобразователи частоты в автономных СГЭЭ являются ключевыми звеньями по обеспечению вырабатываемой электроэнергии с требуемыми качественными и энергетическими характеристиками в условиях постоянного увеличения установленной мощности автономных СГЭЭ и ужесточении требований к энергетическим и технико-экономическим показателям.

3. Выявлено одно из перспективных направлений современного развития систем генерирования электрической энергии, основанное на применении многоуровневых полупроводниковых преобразователей с емкостным делителем напряжения в звене постоянного тока, определяющее возможность активного воздействия на показатели качества преобразования электрической энергии и энергоэффективность автономных СГЭЭ.

4. Систематизация зарубежных и отечественных сведений по проблеме повышения энергетической эффективности МП с ЕДН выявило отсутствие единого комплексного подхода к исследованию, определяющего принципы и способы повышения энергетической эффективности МП с ЕДН для автономных систем генерирования электрической энергии.

5. Отмечено, что большое количество ранее выполненных работ по многоуровневым полупроводниковым преобразователям частоты с емкостным делителем напряжения сосредоточено на проблеме небаланса напряжений на конденсаторах звена постоянного тока, при этом не уделено должного внимания оценке влияния небаланса напряжений конденсаторов ЕДН на энергетические показатели качества преобразования электрической энергии. Практически отсутствуют работы, направленные на исследование электромагнитных процессов, свойств и характеристик МП с ЕДН в составе автономных СГЭЭ, а также способов повышения их энергетической эффективности.

6. Установлено, что для развития перспективного направления по применению многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения в автономных СГЭЭ требуется разработка новых математических моделей и методик для анализа электромагнитных процессов и расчета энергетических показателей в силовых схемах многоуровневых полупроводниковых преобразователей с емкостным делителем напряжения.

7. Стремительное развитие микроконтроллеров способствует существенному расширению и применению векторной широтно-импульсной модуляции, улучшая тем самым характеристики полупроводниковых преобразователей. В то же время отмечено, что недостаточно развиты методики анализа электромагнитных и энергетических процессов в МП с ЕДН в привязке к векторным способам ШИМ.

Во второй главе дано теоретическое обоснование к описанию специализированных математических моделей для расчета и анализа электромагнитных процессов, основных энергетических показателей и характеристик многоуровневых полупроводниковых преобразователей с емкостным делителем напряжения для СГЭЭ, структура которой представлена на рис. 1. Здесь МЭГ - магнитоэлектрический синхронный генератор; ¿ф, 1фи, Сф - элементы фильтров по

переменному току; С\, ..., Су_2, Су_х - конденсаторы звена ЕДН.

Для создания математических моделей автором предложено использование геометрических аналогий представления электрических величин, комбинаций состояний ключей (КСК), весовых коэффициентов образующих векторов и переключающих функций.

Обобщить процедуру математического описания ряда электрических величин МП с ЕДН позволило использование схемы замещения то-фазной, уровневой МП с ЕДН, рис. 2, являющейся эквивалентной по формированию напряжений фазных стоек преобразователя щ, и2,--.,ит и токов звена емкостного делителя напряжения ..., . Схема содержит (N-1) т-фазных

групп ключей, где N - число уровней напряжений в звене емкостного делителя напряжения.

Рис. 2. Схема замещения МП с ЕДН

Особое внимание в главе было уделено вопросу взаимосвязи электрических величин МП с ЕДН с параметрами пространственных образующих векторов. Что в дальнейшем позволило решать задачи по улучшению энергетической эффективности МП с ЕДН в комплексе с задачами синтеза алгоритмов управления преобразователей.

При анализе электромагнитных процессов одним из важных факторов стал учет влияния небаланса напряжений конденсаторов емкостного делителя напряжений на энергетические показатели преобразователя.

Для этого при определении мгновенных относительных напряжений фазных стоек МП с ЕДН были использованы относительные уровни напряжений конденсаторов ЕДН, как независимые варьируемые переменные

имп=Ер™-*-^ь (1)

к

где Ргн,= - матрица коммутационных функций ключей преобразова-

* —*

теля, зависящая от модуля V и угла 9 вектора задания V ; N - вектор относительных уровней напряжений конденсаторов ЕДН; - переключающая

функция региона расположения вектора задания V .

Для расчета мгновенных значений напряжений и токов МП с ЕДН были получены следующие выражения:

и^=М.имп, (2)

\т) = р{туЧ'{}-р]0))’ (3)

\0) = р(0)-1]-р1(]) (4)

$ = Е*К(Л ■ (5)

}

Здесь: и р1г = [г^ и2 ... ит ]Т- вектор относительных фазных напряжений

МП с ЕДН; М - матричная константа соответствующего преобразователя;

■Р Р

¡К(/) ~ ток ключа схемы замещения, $ - ток звена емкостного делителя напряжения, соответственно для Р-ой группы ключей; Р(В) ~ коммутационные функции соответствующего транзистора и диода МП с ЕДН; I] - ток

/-ой фазы МП с ЕДН.

Для расчета ряда энергетических показателей СГЭЭ в главе были получены соотношения для определения гладких составляющих (символ ~) напряжений и токов МП с ЕДН (6) - (9) .

“у :> (б)

К J

и^ = и^п-М, (7)

¡а=> (§)

}

$с/) = г*0ГЧ' ^

тку) = 11тЖ(н) • % > (10)

К п

где т^у - весовой коэффициент У-го образующего вектора А!'-го региона век-Р

торной плоскости; 7/^) - обобщенный весовой коэффициент ключа ] -ой фазы Р-ой группы ключей схемы замещения МП с ЕДН.

Для обобщения результатов расчета и анализа электромагнитных процессов в диссертационной работе были использованы базовые величины.

В третьей главе анализировались электромагнитные процессы в схемах однофазных многоуровневых преобразователей с емкостным делителем напряжения при различных алгоритмах управления.

В качестве преобразователей рассматривались однофазные трехуровневые схемы без рекуперации электрической энергии с дополнительными двунаправленными ключами 5, фазная стойка рис. 3, а, а также однофазные трехуровневые и четырехуровневые схемы с рекуперацией электрической энергии, фазные стойки рис. 3, б, в соответственно.

Для управления преобразователями применялись низкочастотные алгоритмы управления с амплитудным модулированием напряжений фазных стоек и алгоритмы векторной ШИМ.

Для преобразователя без рекуперации электрической энергии рассматривался выпрямительный режим работы и низкочастотные алгоритмы управления. Были получены аналитические соотношения, позволяющие рассчитать внешнюю и регулировочную характеристики, коэффициенты гармоник фазного напряжения и тока преобразователя, а также интегральные величины токов силовых элементов при различных значениях параметров у, уь д, п . Где у -параметр, характеризующий длительность проводящего состояния дополнительных двунаправленных ключей (ДДК), рис. 3, а; — параметр, характери-

зующий интервал совместной работы ДДК, с; - параметр, характеризующий

величину индуктивности внешнего дросселя, п - относительная скорость вращения вала генератора первичного источника питания.

Анализировались два алгоритма: «Алгоритм-1» при раздельном управлении дополнительных двунаправленных ключей и с различными значениями их длительности включенного состояния, «Алгоритм-П» при наличии совместного интервала включения ДДК.

При анализе были использованы следующие значения параметра у: при котором из спектра входного фазного напряжения исключается третья гармонику и |г, при котором из спектра входного фазного напряжения исключается пятая гармоника. Из проведенного анализа было выявлено, что внешние характеристики, формирующиеся при У = у, характеризуются большим значени-

ем выходного напряжения и^ по сравнению с у = | в диапазоне малых токов

* # *

1д. Так, при <7 = 0.1, и =1 в диапазоне изменения 1^ = 0...0.4 разница напряжений составляет от 20% до 7% соответственно.

1 УО1 с, ,

л 5 У 'Л' -*•

N V

1 у С2

1 \УВ2

а)

Рис. 3. Фазные стойки МП с ЕДН

При анализе электромагнитных процессов при «Алгоритме-П» отмечено, что внешние характеристики, а также интегральные значения токов силовых элементов преобразователя имеют промежуточные значения по отношению к

9 'У

характеристикам, полученным при «Алгоритме-1» при у = ~ и у = -^ соответственно. Качество фазного тока улучшается за счет возможности исключения из спектра 3-й и 5-й гармоник при = 0.133 и у = 0.533.

Отмечено, что рассматриваемые алгоритмы позволяют уменьшить коэффициент гармоник фазного тока (&гт) по сравнению с кг т известной однофаз-

*

ной мостовой схемы более чем в 5 раз при [/^ =1.3.

Особое внимание уделено формированию баланса напряжений конденсаторов ЕДН для схемы, рис. 3, а. Было показано, что для достижения равенства

напряжений на конденсаторах С\ и С2 необходимо, чтобы выполнялось условие 0 = 0, где 0 - угол между основными гармониками фазного тока и напряжением на входных зажимах преобразователя. Для обеспечения данного условия был предложен соответствующий алгоритм управления преобразователем, при котором регулировочная характеристика представлена в виде функции изменения угла 5 и характеризуется следующей зависимостью:

' * 1 ч\

5 = алзіп

Кл

(И)

где - относительное значение средневыпрямленного тока;

Кх = л/21^1 +соеили К1 = \[2 с°5^] + с°3^ - для алгоритма I и II

соответственно; 5 - угол между основными гармониками ЭДС генератора и напряжения на входных зажимах преобразователя.

Для однофазной трехуровневой схемы преобразователя с рекуперацией электрической энергии, стойки которой реализованы согласно рис. 3, б, были получены математические модели для расчета фазного напряжения и токов элементов схемы, а также энергетических и качественных показателей.

С этой целью для каждого из восьми регионов, границы которых условно проходят через концы образующих векторов, были записаны коммутационные функции регионов. Коммутационные функции силовых ключей были получены с учетом последовательности комбинаций состояний ключей, используемой

при синтезе вектора задания V . Это позволило получить соотношения для мгновенных значений напряжений на фазных стойках и токов ключей и, как следствие, проводить расчет и анализ энергетических показателей и внутренних характеристик преобразователя при различном сочетании КСК.

При анализе было выявлено, что применение нулевого вектора У0 е(2,2) приводит к дополнительной загрузке ключей схемы, подключенных в положительной шине преобразователя, тогда как применение нулевого вектора Го ® (0,0), напротив, приводит к загрузке ключей схемы, подключенных к отрицательной шине преобразователя. В этой связи отмечено, что для реализации векторной ШИМ целесообразным является использование нулевого вектора с комбинацией состояний ключей вида (1,1) или совместное использование комбинаций состояний ключей вида (0,0) и (2,2).

Анализируя средние и действующие значения токов ключевых элементов силовой схемы, было отмечено следующее:

- Вид используемой комбинации состояния ключей нулевого вектора влияет на средние и действующие значения токов ключей силовой схемы.

- Использование нулевого вектора с комбинацией состояний ключей (1,1) обеспечивает меньшую загрузку по току транзисторов Ба1 и 5д4 (рис. 3, б) по

сравнению с использованием нулевого вектора с комбинациями состояния ключей вида(0,0);(2,2). В то же время загрузка транзисторов 5а2 и 5а3 по току при У0 е (1,1) выше по сравнению с загрузкой при К0 е (0,0);(2,2). Особенно это проявляется при уменьшении глубины модуляции М.

- Использование нулевого вектора Кд е(0,0);(2,2) обеспечивает более равномерную загрузку транзисторных ключей и диодов по току.

- При изменении угла 9 происходит перераспределение токовой загрузки между транзисторами и их обратными диодами.

- Перераспределение резервных комбинаций состояний ключей посредством изменения коэффициента управления -\<кт <1 приводит к перераспределению токовой загрузки ключей схемы. Данный факт необходимо учитывать при длительных режимах работы преобразователя, осуществляя баланс напряжений.

На рис. 4 в качестве примера приведены зависимости действующих значений токов ключевых элементов однофазной трехуровневой схемы с рекуперацией электрической энергии, работающей в выпрямительном режиме.

Рис. 4. Зависимости действующих значений токов транзисторов и диодов от параметров М и 0 при Рд е(0,0);(2,2), кх= О

Проведенный анализ электромагнитных процессов для схемы однофазного четырехуровневого преобразователя с рекуперацией электрической энергии, рис. 3, в показал, что формирование баланса напряжений конденсаторов достигается при 0 = 90эл.град. В этом случае постоянные составляющие токов средних линий конденсаторов равны нулю.

Загрузка по току силовых транзисторов схемы неравномерная и зависит от параметров 0 и М. Максимальную загрузку имеют транзисторы Ба3, 5а4. При равенстве распределения тройных КСК и равенстве распределения двойных КСК загрузка верхних диодов стоек £>а1, Оа2, £>а3 по средним и действующим значениям токов одинаковая. У фиксирующих диодов °№’ %2 средние значения токов равны и действующие значения равны. Также между собой равны токи диодов -Одгз, Ду4. Такими же особенностями по загрузке характеризуются нижние диоды фазных стоек Оа4, £>а5, £>а6 и нижние фиксирующие диоды Цу5, ДУ6 и Цу8.

В четвертой главе рассматриваются электромагнитные процессы в трехфазных многоуровневых преобразователях, структуры фазных стоек которых соответствуют рис. 3, а, б, в.

При анализе рассматривались низкочастотные алгоритмы и алгоритмы векторной ШИМ для формирования напряжений на фазных стойках преобразователя.

В ходе проведенных исследований для схемы трехфазного трехуровневого преобразователя без рекуперации электрической энергии (рис. 3, а) получены аналитические соотношения, позволяющие проводить расчет гармонического состава напряжения фазных стоек преобразователя и фазного тока, а также внутренних характеристик в виде токовых загрузок ключевых элементов схемы и регулировочных характеристик. Для выпрямительного режима работы преобразователя отмечено, что зависимость внешней характеристики зависит от параметра <?, длительности импульса управления двунаправленными ключами у, а также угла 5. Расчеты, проведенные в работе, показывают, что увеличение параметров q или 0 приводит к сокращению диапазона тока , в пределах которого формируется внешняя характеристика.

Отмечена возможность формирования единичного значения коэффициента сдвига по входу преобразователя за счет повышающего свойства преобразователя. В этом случае регулировочная характеристика трехфазного трехуровневого преобразователя без рекуперации электрической энергии представлена в виде функции изменения угла 5 и характеризуется следующей зависимостью:

/ * * N п -q-lm + arctan / * * \ я •%»

1 %) J 1 "KD J

где /щ), - относительные действующие значения первых гармоник фаз-

ного тока и напряжения.

При векторном алгоритме ШИМ отмечено, что рекомендуемым режимом работы выпрямителя с точки зрения наилучшего качества формируемого входного тока является режим, при котором обеспечивается единичный входной коэффициент сдвига, T.e. COS фщ) =1.

На основании разработанных математических моделей были рассчитаны мгновенные значения токов силовых ключей трехфазных трех-, четырехуровневых схем инверторов и выпрямителей. Фазные стойки данных схем соответствуют рис. 3, б, в.

Были получены зависимости, отражающие изменение средних и действующих значений токов силовых ключей данных преобразователей от глубины модуляции М, угла 9 и коэффициента управления кх. Выявлено, что преобразователи с большим числом уровней звена ЕДН характеризуются более сложным распределением токов по ключам преобразователя.

Отмечено, что инверторные схемы преобразователей характеризуются наименьшей токовой загрузкой антипараллельных диодов фазных стоек. Их загрузка по току достигает нулевого значения при 0 = 0 и только при увеличении 0 загрузка диодов по току увеличивается. Это объясняется тем, что фазовый сдвиг тока по отношению к напряжению приводит к увеличению доли фазных токов, участвующих в формировании токов диодов. Максимальной загрузкой по току характеризуются внутренние транзисторы стоек. Для трехуровневого инвертора - это Sa2, Sa^, для четырехуровневого - это Saj, sa4-

Выпрямительные схемы имеют иное распределение загрузки по току. Здесь характерным является минимальная загрузка транзисторов, подключенных к шинам звена постоянного тока. Для трехуровневого выпрямителя - это sal, Sa4, для четырехуровневого - это Sal, SaМаксимальной загрузкой по току характеризуются антипараллельные диоды стоек.

Отмечено, что перераспределение доли весовых коэффициентов между резервными комбинациями состояний ключей, участвующих в синтезе вектора задания приводит к изменению загрузки ключей по току. Так, например, в трехфазной трехуровневой выпрямительной схеме среднее значение тока у диодов Dai, Da2, а в инверторной схеме у транзистора Sai может быть увеличена на 15 % при изменении кх от 0 до 1, рис. 5. Таким образом, при реализация алгоритмов работы преобразователей с режимом внутреннего баланса напряжений конденсаторов ЕДН посредством перераспределения резервных комбинаций состояний ключей должны быть учтены особенности изменения загрузки по току ключей схемы.

Для расчета средних значений токов ключей преобразователей в работе были получены соотношения для гладких составляющих токов ключей. Это позволило в значительной степени сократить расчетное время, не прибегая к расчету мгновенных значений токов. Полученные результаты средних и действующих значений токов в ключах различных многоуровневых схем стали основой для расчета статических потерь активной мощности в ключах исследуемых преобразователей.

На основании анализа мгновенных значений токов в силовых ключах преобразователей было выявлено, что модуляция токов неравномерна и, как следствие, для расчета коммутационных потерь активной мощности в ключах преобразователя необходима соответствующая методика расчета. Разработка данной методики была реализована в последующих разделах диссертации.

Рис. 5. Зависимости средних значений токов ключей от управляющего коэффициента кх: а) - в выпрямителе; б) - в инверторе

Пятая глава посвящена исследованию энергетических показателей качества электромагнитных процессов в различных схемах МП с ЕДН; выявлению факторов и параметров, влияющих на энергетические показатели и на внутренние характеристики преобразователей.

В качестве энергетических показателей качества электромагнитных процессов были рассмотрены: коэффициенты гармоник и коэффициенты искажения входного тока и выходного напряжения МП с ЕДН, составляющие полной мощности, входной коэффициент мощности преобразователя. Внутренние характеристики рассматривались в виде распределения статических и динамических потерь активной мощности, а также КПД преобразователей.

Была предложена методика расчета динамических потерь активной мощности в ключах многоуровневого преобразователя, обобщенная к любому числу уровней напряжений ЕДН. Методика позволяет с учетом параметров силовых полупроводниковых приборов схемы вести расчет при заданной последовательности комбинаций состояний ключей, коэффициента управления кх и заданных параметрах ВШИМ.

В результате анализа было отмечено, что при использовании однофазного трехуровневого выпрямителя без рекуперации электрической энергии в автономной СГЭЭ увеличение генерирования активной мощности достигается при увеличении скорости вала генератора и снижении значения q. При меньших значениях параметра q расширяется диапазон, где значение коэффициента сдвига (сое Фщ)) близко к единице. Однако качество генерируемого тока тем лучше, чем больше значение q. Отмечено, что в области малых мощностей, основным фактором, снижающим значение входного коэффициента мощности

(Х1), является коэффициент искажения тока - V;, а в области больших мощностей входной коэффициент сдвига - созфщ), рис. 6.

Рис. 6. Зависимости от тока

Особое внимание уделено распределению статических и динамических потерь активной мощности в силовых ключах преобразователей. Расчеты показали, что структура однофазного преобразователя, соответствующая рис. 3, а, при работе с низкочастотными алгоритмами («Алгоритм-1», «Алгоритме-П») характеризуется динамическими потерями в силовых ключах на несколько порядков ниже по сравнению со статическими потерями, на этом основании ими можно пренебречь при определения КПД преобразователя. При этом отмечено, что наибольшие статические потери выделяются в основных диодах схемы.

Для СГЭЭ постоянного тока на базе однофазного выпрямителя с рекуперацией электрической энергии (рис. 3, б) было отмечено, что коэффициент гармоник фазного тока резко уменьшается с ростом кратности частоты ШИМ и частоты основной гармоники генератора - а. Отмечено, что при кратности а >10 значение коэффициента гармоник становится менее 4%, что удовлетворяет требованиям многих автономных СГЭЭ.

Анализ расчетных зависимостей показал, что в условиях поддержания входного коэффициента сдвига сое=1 при ^>0.5 фактором, влияющим на

♦

входной коэффициент мощности в области малых нагрузок, <0.14 является

коэффициент искажения тока. В области нагрузок >0.14 входной коэффициент мощности определяется в основном коэффициентом искажении фазного напряжения , так как коэффициент искажения фазного тока практически не изменяется. В результате при увеличении генерируемой мощности СГЭЭ, со-

*

ответствующей >0.14 происходит снижение входного коэффициента мощности из-за уменьшения ун.

Для СГЭЭ постоянного тока с использованием схем трехфазных трехуровневых выпрямителей (рис. 3, а, б) были рассчитаны и проанализированы энергетические показатели качества электромагнитных процессов, а также ста-

тические и динамические потери активной мощности в силовых ключах. Для трехфазного выпрямителя (рис. 3, а) с низкочастотным алгоритмом управления при У = ^ выявлено, что поддержание входного единичного коэффициента сдвига (совсрщ) =1) лимитируется формированием угла 9, который не должен превышать значения •

Полученное соотношение

arcsm

п ' Ч' %)

V2

Зп

2cos( —j + cosi —- —] + cos( —+ “ I 6 ) ІЗ 6 J 1,3 6

12

(13)

отражает ограничение возможного формирования единичного входного коэффициента сдвига выпрямителя В функции переменных п , у , Ц , /цц .

При низкочастотном алгоритме управления статические потери активной мощности в ключах преобразователя, так же как и в однофазной схеме, являются определяющими для расчета КПД. Выявлено, что максимальные значения КПД преобразователя соответствуют диапазону средневыпрямленного тока =0.2...0.7.

Для схемы трехфазного трехуровневого выпрямителя, соответствующей структуре рис. 3, б при векторном алгоритме ШИМ были получены зависимости коэффициента гармоник тока. Отмечено, что при значениях а < 13 фазный ток характеризуется значительными искажениями его формы, рис. 7.

Рис. 7. Фазный ток в координатах а,Р при М = 0.9,д =1 ,1^ = 0.3

Согласно анализу полученных результатов можно рекомендовать к применению в автономных СГЭЭ кратности частот, принимающие значения

*

а > 13, в рабочем диапазоне изменения п .

Отмечено, чем больше значение глубины модуляции М, тем лучше входной коэффициент мощности преобразователя.

Из анализа составляющих потерь активной мощности в ключах трехфазного трехуровневого полупроводникового преобразователя при ВШИМ следует, что на их величину существенным образом влияют параметры режимов работы преобразователя, особенно кратность частот а. На основании полученных зависимостей изменения КПД, а также ранее проведенного анализа коэффициента гармоник фазного тока можно рекомендовать наиболее энергоэффективный режим работы трехфазного трехуровневого преобразователя при кратностях частот а = 15-20.

Для исследования энергетических характеристик и составляющих полной мощности в основу анализа была положена геометрическая интерпретация энергопроцессов.

Для СГЭЭ на базе синхронного генератора и трехфазного трехуровневого выпрямителя с рекуперацией электрической энергии были получены уравнения второго порядка, связывающие ортогональные составляющие входных напряжений ии реактивной мощности , формирующейся на входных зажимах преобразователя. При этом и*ц (ф) = ^(“¿к)2 + (ид а)2 •

С учетом полярной системы координат:

Графики зависимостей и*^(ф) для различных значений п и величины ре-

характеризует режим с глубиной модуляции М =1. Вне этой окружности процессы характеризуются перемодуляцией, поэтому полученные выше соотношения справедливы лишь внутри окружности.

Геометрическая интерпретация наглядно отражает процессы регулирования генерируемой активной мощности и потребляемой от генератора реактивной мощности по основной гармонике при изменении составляющих и и^ц. Такое решение является перспективным для анализа электромагнитных процессов и энергетических показателей с функциональной привязкой к пара-

I ЧЦ

> (14)

/

активной мощности приведены на рис. 8. Окружность с радиусом и#

тах

метрам сигналов управления, определение которых создают основы для синтеза системы управления и реализации ее в с1, q координатах.

Шестая глава посвящена анализу электромагнитных процессов в МП с ЕДЫ, позволяющему определить условия возникновения, подавления небаланса напряжений конденсаторов емкостного делителя напряжения и влияния его на энергетические и качественные показатели преобразователя.

=0; 9 = 0.1;^ =1,05

а)

би =0.2;? = 0.4; *¿=1.05

в)

б)

&* = 0.2; <7 = 0.8;^ =1.05

г)

Рис. 8. Годографы изменения нд(ф)

На основе полученных соотношений для обобщенных весовых коэффициентов были созданы математические модели для расчета гладких составляющих токов средних линий конденсаторов звена емкостного делителя на-

пряжения - /!], ^ для различных схем многоуровневых преобразо-

вателей.

Анализ токов средних линий в различных режимах позволил определить параметры управления, влияющие на небаланс и низкочастотные пульсации напряжений конденсаторов ЕДН.

Проведенные исследования показали, что в трехфазной схеме, структура которой соответствует рис. 3, б, на низкочастотный спектр тока средней линии оказывают влияние такие параметры, как кх, М и 0. Показано, что расчет значений конденсаторов ЕДН, обеспечивающих заданный коэффициент пульсаций напряжений, необходимо проводить для режима, характеризующегося наибольшим углом 0 и глубиной модуляции М. Это обусловлено тем, что с увеличением 0 и М происходит увеличение низкочастотной пульсационной составляющей тока средней линии конденсаторов. В трехфазных схемах низкочастотные пульсации тока средней линии формируются под действием 3-й, 9-й, 15-ой и т.д. гармоник.

В трехфазном трехуровневом преобразователе баланс напряжений конденсаторов ЕДН можно реализовать посредством перераспределения резервных комбинаций состояний ключей. Однако отмечено, что возможность баланса ограничивается определенным диапазоном изменения параметров М и 0. Угол 0 = 0 характеризуется максимальной глубиной модуляции, при которой имеется возможность баланса напряжений конденсаторов ЕДН на каждом такте ШИМ, в этом случае М = 0.96. С ростом значений 0 граница области баланса характеризуется уменьшением значений глубины модуляции.

Для трехфазной четырехуровневой схемы, структура которой соответствует рис. 3, в, баланс напряжений конденсаторов, характеризующийся нулевыми средними значениями токов г'д^, г'дгз, обеспечивается при 0 = 9Оэл.град. При 0 = 0 баланс достигается при снижении глубины модуляции до 0.55. Однако это приводит к недоиспользованию числа уровней данного преобразователя,

и, соответственно, снижаются достоинства многоуровневого преобразователя в части улучшения формы входного тока и выходного напряжения.

Отмечено, что небаланс напряжений конденсаторов ЕДН, определяемый

а ис\ ~~ Мс2

как Ли^ =-, где ис1, ис2 ~ напряжения на конденсаторах, приводит к

ис1 + ис2

ухудшению энергетических показателей преобразователя, в частности ухудшаются формы напряжений фазных стоек преобразователя МП с ЕДН и, соответственно, фазных токов.

Это происходит из-за изменения спектра гармоник напряжения и тока. Что подтверждают диаграммы входного тока и соответствующие им гармонические спектры для трехфазного трехуровневого выпрямителя, приведенные на рис. 9, а, б.

На рис. 10 представлены эпюры гладкой составляющей выходного напряжения однофазного трехуровневого инвертора напряжения, полученные при

наличии пульсаций напряжения конденсаторов ЕДН. Пульсации напряжений были реализованы в виде:

д“с1 = Я01 + h(k) siníte^ + )

• . , (15)

Аис2 = «02 + 62(/t)sin ( W + h (к))

Здесь coj - круговая частота основной гармоники выходного напряжения инвертора. При этом принималось; agi=a02=0-5, =¿2(¿) =0.05,

^l(/fc) = ^2(А> = 40эл.град.

Рис. 9. Входной ток в координатах а,р и его спектр: а) Д= 0; б) Auj = 30%

Диаграммы, представленные на рис. 10, иллюстрируют искажение вершины гладкой составляющей выходного напряжения преобразователя, что негативно отражается на качестве формируемого напряжения и таком важном качественном показателе, как модуляция выходного напряжения.

Особое внимание данному показателю уделяется в СГЭЭ на подвижных объектах, в частности, самолетах. Самолетные системы генерирования должны обеспечивать значение модуляции фазного напряжения, не превышающее 2.5 В.

“вых

мвых

1.2

1.2

О 2.09 4.19 6.28 8.38 10.47 12.57

О 2.09 4.19 6.28 8.38 10.47 12.57

[рад]

[рад]

Рис. 10. Форма гладкой составляющей выходного напряжения

Седьмая глава посвящена синтезу алгоритмов управления МП с ЕДН для повышения энергетической эффективности.

Отмеченные ухудшения энергетических показателей качества электромагнитных процессов в МП с ЕДН при наличии небаланса напряжений конденсаторов потребовали решения задачи по устранению или уменьшению влияния небаланса напряжений звена емкостного делителя напряжения на энергетические показатели преобразователя.

Было показано, что одним из эффективных направлений решения проблемы по улучшению энергетических показателей качества электромагнитных процессов в МП с ЕДН может быть использование векторных алгоритмов ШИМ управления преобразователем. В этой связи были получены модифицированные соотношения для весовых коэффициентов, которые в качестве переменной содержат величину небаланса напряжений конденсаторов ЕДН. На базе полученных соотношений был реализован алгоритм векторной ШИМ. Данный алгоритм обеспечивает улучшение качества напряжений на фазных стойках преобразователя, и, как следствие, фазных токов в условиях небаланса напряжений на конденсаторах ЕДН. При этом были определены граничные условия

—*

расположения вектора задания V в каждом из треугольников векторной плоскости с учетом изменения параметров образующих векторов, рис. 11. Параметры образующих векторов определялись в виде:

где Д; ¥$, Уд - модули коротких векторов в условиях небаланса ис\ + ис2 .

напряжений ЕДН; - модуль среднего вектора в условиях небаланса напряжений ЕДН; и - угол среднего вектора; Я - номер шестидесятиградусного сектора.

/ \ / / (0,1,0)у/ / \ ^1,1,0? \У'м

(0,2,2)/ (О.и'іч.оЗ^ЛА уС/\ ’ '/ р-М \ ,1

(0,1,2)VI N. (2ЛрЛЦ,0,0) Д2,0,0) I \ /

\ тух \ / \ (0,0,2)\/ V \ А^їо,і)Ч/(2,од)

Рис. И. Образующие векторы при: а) ил > мс2, б) ил < мс2

На рис. 12 представлены расчетные зависимости для коэффициента гармоник входного тока трехфазного трехуровневого преобразователя с рекуперацией электрической энергии. Зависимости отражают два вида ВШИМ: без коррекции весовых коэффици-м=1.0, ? = о.з ентов (обычная ВШИМ), и

с коррекцией весовых коэффициентов. Представленные зависимости демонстрируют эффективность предложенного алгоритма синтеза ВШИМ. Так,

*

например, при Дм^ =10% применение нового алго-

в 1.59 раза, а при Ди^ = 20% в 2.46 раз.

Дальнейшие исследования были направлены на снижение низкочастотных пульсаций в токе средней линии конденсаторов трехфазного трехуровневого преобразователя с рекуперацией электрической энергии.

Рис. 12. Зависимости /сгт при небалансе напряжений конденсаторов ЕДН

Компенсация пульсаций тока средней линии была успешно реализована с применением разработанного алгоритма управления. Предложенный алгоритм был основан на функциональном изменении коэффициента управления кт, при котором формирующаяся гладкая составляющая тока коротких векторов (/до) компенсирует гладкую составляющую тока средних векторов (/до) полностью

—#

или частично при обеспечении синтеза вектора задания V .

Исследования показали, что при условии 0 = 15 эл. град, М = 0.9 низкочастотные пульсации тока в средней линии конденсаторов снижаются в 6.2 раза при этом пульсации напряжений конденсаторов ЕДН уменьшаются в 3 раза.

Работа на несимметричную нагрузку в авиационных системах генерирования электрической энергии предусматривается ГОСТом Р 54073-2010. Особенностью работы на несимметричную нагрузку является наличие нулевой последовательности напряжения, возникающей из-за несимметрии выходных фазных напряжений многоуровневого инвертора напряжения.

Показано, что решением проблемы обеспечения высокого качества выходного напряжения СГЭЭ при несимметричной нагрузке может быть реализация структуры, где в качестве МП с ЕДН используется трехфазный трехуровневый преобразователь (рис. 3, 6) с четвертой стойкой.

Для анализа электромагнитных процессов в МП с ЕДН с четвертой стойкой была реализована модель самолетной системы генерирования электрической энергии в среде Ма1Сас1-5тиИпк. Управление основным преобразователем было реализовано в синхронной системе ¿^-координат, ориентированной по вектору напряжения синхронного генератора. Четвертая стойка управлялась по сигналу задания на нулевую последовательность. Полученные результаты показали соответствие требованиям ГОСТ Р 54073-2010.

В восьмой главе приводятся результаты экспериментальных исследований различных типов МП с ЕДН.

Целью экспериментального исследования было подтверждение основных теоретических положений и выводов, полученных в диссертационной работе.

На основании поставленной цели были сформулированы задачи экспериментального исследования, среди которых:

- Верификация разработанных математических моделей и методик, пред-

назначенных для расчета и анализа электромагнитных процессов и энергетических показателей МП с ЕДН. '

- Проверка эффективности разработанных алгоритмов и способов управления в экспериментальных образцах многоуровневых полупроводниковых преобразователей с емкостным делителем напряжения.

- Проверка возможности улучшения энергоэффективности МП с ЕДН в автономных системах генерирования электрической энергии.

Для решения поставленных задач были разработаны и созданы экспериментальные образцы трехфазного трехуровневого выпрямителя без рекуперации (стойка, рис. 3, а) и с рекуперацией электрической энергии (стойка, рис. 3, б), а также разработаны методики испытаний.

В ходе комплексных экспериментальных исследований были получены следующие результаты:

- Применение разработанных математических моделей позволяют получать в установившихся режимах результаты, отличающиеся от экспериментальных результатов не более 5%. При этом время для расчета электромагнитных процессов на порядок меньше по сравнению со временем расчета с применением таких пакетов, как РБип, МаЙЬаЬ БтиПпк. Расчетные диаграммы токов с высокой точность совпали с экспериментальными, что свидетельствует о достоверности разработанных математических моделей.

- Подтверждена эффективность применения разработанных алгоритмов и способов управления МП с ЕДН. Подтверждена эффективность управления угла б для обеспечения стабильности выходного напряжения трехфазного трехуровневого выпрямителя без рекуперации и формирования входного коэффициента мощности, близкого к единице, при изменении тока нагрузки. Отмечено, что в условиях небаланса напряжений конденсаторов ЕДН в 20% коэффициент гармоник формируемого фазного тока в трехфазном трехуровневом выпрямителе при использовании предложенного алгоритма ВШИМ с коррекцией весовых коэффициентов улучшается в 2.55 раза.

- Комплекс проведенных экспериментальных исследований подтвердил основные положения диссертационного исследования как научное направление по улучшению энергетических показателей качества электромагнитных процессов в МП с ЕДН и создания на их основе энергоэффективных автономных систем генерирования электрической энергии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации проведены комплексные исследования многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения с целью создания на их основе энергетически эффективных автономных систем генерирования электрической энергии.

Основные результаты теоретических и практических исследований диссертационной работы состоят в следующем:

1. На основании проведенного анализа различных структур МП с ЕДН была предложена эквивалентная схема замещения обобщенного т-фазного № уровневбго полупроводникового преобразователя с емкостным делителем напряжения и ее математическое описание. Это позволило создать специализированные математические модели, ориентированные на определение основных энергетических параметров и характеристик силовых схем преобразователей, а также синтез параметров силовых схем и алгоритмов управления.

2. На основе разработанных математических моделей проведен расчет и анализ энергетических показателей качества электромагнитных процессов трехи четырехуровневых однофазных и трехфазных МП с ЕДН для автономных систем генерирования электрической энергии. Выявлены основные закономерности изменения электромагнитных процессов, энергетических показателей и показателей качества входного тока и выходного напряжения МП с ЕДН в

функции изменения ряда параметров и режимов работы СГЭЭ. Определены граничные значения изменения значений М и 0, обеспечивающие баланс напряжений конденсаторов ЕДЫ.

3. Развиты теоретические положения для расчета внешних и внутренних характеристик МП с ЕДН. Выявлено, что вид последовательности комбинаций состояний ключей, определяемый синтезом вектора задания, параметры реализуемого алгоритма пространственного векторного ШИМ, а также значение коэффициента управления кт определяют распределение токовой загрузки, а также статических и динамических потерь активной мощности в ключах преобразователей. Были определены и рекомендованы значения диапазонов тока нагрузки и кратности частот а, обеспечивающие максимальные значения входного коэффициента мощности, КПД и минимальные значения коэффициента гармоник входного тока МП с ЕДН. Для однофазных схем МП с ЕДН были предложены последовательности комбинаций состояний ключей, характеризующиеся более равномерной загрузкой по току силовых ключей.

4. Синтезированы алгоритмы управления, основанные на применении низкочастотных принципов управления и векторных принципов ШИМ, позволяющие повысить качество входного тока и выходного напряжения МП с ЕДН

и, как следствие, энергетическую эффективность многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения. Это достигается путем снижения низкочастотных пульсаций напряжений конденсаторов ЕДН; способа коррекции весовых коэффициентов образующих векторов в функции изменения напряжений на конденсаторах емкостного делителя напряжения; осуществления баланса напряжений конденсаторов ЕДН.

5. Предложен способ управления, обеспечивающий максимальное среднее значение выпрямленного напряжения трехфазного трехуровневого выпрямителя при изменении величины выходного тока.

6. Предложена методика расчета динамических потерь активной мощности в силовых ключах МП с ЕДН, обобщенная к любому числу уровней напряжений ЕДН с учетом параметров векторной широтно-импульсной модуляции.

7. Достоверность основных положений работы подтверждена результатами испытаний экспериментальных образцов многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения для автономных систем генерирования электрической энергии, при проектировании которых были использованы разработанные математические модели и методики по расчету параметров и энергетических характеристик, а также синтезированные алгоритмы управления.

8. Совокупность научных положений и комплекс проведенных исследований может рассматриваться как развитие теории анализа электромагнитных процессов, расчета энергетических показателей качества в многоуровневых полупроводниковых преобразователях частоты с емкостным делителем напряжения, а также синтеза векторных алгоритмов широтно-импульсной модуляции многоуровневых полупроводниковых преобразователей, являющихся основой для создания энергоэффективных структур автономных систем генерирования электрической энергии.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В журналах, рекомендованных ВАК России и зарубежных изданиях, включенных в системы цитирования:

1. Брованов С. В. Улучшение электромагнитной совместимости трехфазного мостового выпрямителя с питающей сетью / С. В. Брованов, В. Ю. Крут-ский // Вестник Уральского государственного технического университета. Серия «Электромеханические и электромагнитные преобразователи энергии и управляемые электромеханические системы». - 2003. - № 5 (25), ч. 2. - С. 266269.

2. Брованов С. В. Статические преобразователи электрической энергии на основе многоуровневых инверторов напряжения и выпрямителей с корректорами входного тока / С. В. Брованов, С. А. Харитонов // Научный вестник НГТУ. - 2004. - № 2 (17). - С. 119-130.

3. Харитонов С. А. Однофазный трехуровневый выпрямитель с улучшенным гармоническим спектром входного тока / С. А. Харитонов, С. В. Брованов // Электротехника. - 2006. -№ 10. - С. 27-33.

4. Lee Н.-Н. A novel control strategy for a three-phase rectifier with high power factor and stable output voltage / H.-H. Lee, V.-T. Phan, S. Brovanov [et al.] // Journal of power electronics. - 2007. - Vol. 7, № 3. - P. 203-212. (Новый способ управления для трехфазного выпрямителя с высоким коэффициентом мощности и стабильным выходным напряжением).

5. Брованов С. В. Особенности электромагнитных процессов в трехфазном трехуровневом выпрямителе / С. В. Брованов // Электротехника. - 2008. -№6.-С. 39-48.

6. Брованов С. В. Реализация векторной ШИМ в трехфазном трехуровневом выпрямителе / С. В. Брованов, С. А. Харитонов // Электротехника - 2008. - № 6. -С. 33-38.

7. Харитонов С. А. Электромеханическая система усиления рулевого управления в автомобиле /С. А. Харитонов, С. В. Брованов, О. Г. Куклин и др.// Транспорт: наука, техника, управление: Научн. Инф. сборник ВИНИТИ. - Москва. -2008.-№6.-С. 43-46.

8. Харитонов С. А. Система генерирования электрической энергии для подвижных объектов/ С. А. Харитонов, Д. В. Коробков, С. В. Брованов и др. // Транспорт: наука, техника, управление. Научн. Инф. сборник ВИНИТИ. - Москва. -2008.-№12.-С. 46 - 49.

9. Брованов С. В. Комбинации состояний ключей и анализ электромагнитных процессов в многоуровневых преобразователях / С. В. Брованов И Электротехника. - 2009. - № 6. - С. 20-27.

10. Брованов С. В. Обеспечение энергоэффективного режима работы авиационной системы электроснабжения /С. В. Брованов, С. А. Харитонов, М. А. Дыбко// Транспорт: наука, техника, управление: Научн. Инф. сборник ВИНИТИ. - Москва. -2010.-№8.-С. 25-28.

11. Брованов С. В. Методика расчета энергетических показателей качества преобразования энергии в трехуровневом инверторе напряжения / С. В. Брованов // Научный вестник НГТУ. - 2009.-№3(36). - С. 131 - 142.

12. Брованов С. В. Методика расчета токов силовых ключей многоуровневых полупроводниковых преобразователей / С. В. Брованов, М. А. Дыбко// Доклады академии наук высшей школы Российской Федерации. - 2011. - № 1(16). -С. 84-94.

13. Брованов С. В. Улучшение энергетической эффективности систем генерирования электрической энергии на базе многоуровневых полупроводниковых преобразователей / С. В. Брованов, С. С. Турнаев, М. А. Дыбко// Научный вестник НГТУ. - 2011. - №2(43) - С. 125 -134.

14. Брованов С. В. Расчет динамических потерь в многоуровневых полупроводниковых преобразователях с емкостным делителем напряжения /С. В. Брованов, М. А. Дыбко// Доклады академии наук высшей школы Российской Федерации. -Новосибирск. - 2011. - № 2(17). - С. 46-55.

Другие статьи, доклады

15. Харитонов С. А. Система генерирования переменного тока с циклоконвертором модуляционного типа / С. А. Харитонов, С. В. Брованов // Новые технологии и научные разработки в энергетике: материалы регионального семинара. -Новосибирск, 1994. - С. 104-106.

16. Брованов С. В. Анализ электромагнитных процессов в системе генерирования переменного тока с циклоконвертором модуляционного тока / С. В. Брованов, С. А. Харитонов // Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-94: тр. 2 междунар. науч.-техн. конф. - Новосибирск, 1994. - Т. 7 - С. 93-96.

17. Брованов С. В. Энергетические характеристики циклоконвертора модуляционного типа / С. В. Брованов, С. А. Харитонов // Информатика и проблемы телекоммуникаций: материалы междунар. науч.-техн. конф. - Новосибирск, 1995. - Т 1.-С. 154-156.

18. Брованов С. В. Энергетические характеристики трехфазного мостового выпрямителя с устройством коррекции формы входного тока /С. В. Брованов, В. Ю. Крутский// Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-2000: тр. 5 междунар. науч.-техн. конф. - Новосибирск. -2000.-Т.7.-С. 108-110.

19. Крутский В. Ю. Вейвлет-анализ искажений синусоидального напря-

жения / В. Ю. Крутский, С. В. Брованов, С. А. Харитонов // Технічна електродинаміка. Темат. вип. Силова електроніка та енергоефективність. -Київ, 2004. - Ч. 3. - C. 62-63. .

20. Brovanov S. A Reduction of the AC line current harmonics in a multilevel-voltage source rectifier / S. Brovanov, S. Kharitonov // KORUS 2003. Proc. of the 7 Ko-rean-Russian intern, symp. on science and technology, Korea, Ulsan, 2003. - Ulsan, 2003.

- P. 479-483. (Снижение гармонических составляющих во входном токе многоуровневого выпрямителя).

21. Брованов С. В. Однофазный мостовой многоуровневый выпрямитель с активным корректором коэффициента мощности / С. В. Брованов С. А. Харитонов // Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-2004: материалы 7 междунар. науч.-техн. конф. - Новосибирск, 2004. — Т. 6. - С. 10-18.

22. Брованов С. В. Способ выравнивания выходных напряжений в однофаз-

ном трехуровневом выпрямителе / С. В. Брованов, С. А. Харитонов // Электроприводы переменного тока. ЭПГГГ - 05: материалы 13 междунар. науч.-техн. конф., Екатеринбург, 15-18 марта 2005 г. - Екатеринбург : Изд-во У1ТУ-УПИ, 2005. - С. 73-76. '

23. Брованов С. В. Трехфазный трехуровневый выпрямитель и его свойства / С. В. Брованов, С. А. Харитонов // Технічна електродинаміка. - Київ, 2005. -Ч. З.-С. 12-15.

24. Брованов С. В. Алгоритмы формирования выходного напряжения в трехфазном трехуровневом выпрямителе /С. В. Брованов, С. А. Харитонов // Электротехника, электромеханика, электротехнологии. ЭЭЭ-2005 : материалы 2 науч.-техн. конф. с междунар. участием, Новосибирск, 25-26 окт. 2005 г. -Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2005. - С. 67-70.

25. Brovanov S. V. A theoretical footing for design methodology and practical implementation of the three-level rectifiers / S. V. Brovanov, H.-H. Lee, V.-T. Phan // 8 Intend conf on actual problems of electronic instrument engineering. APEIE-2006. - Novosibirsk, 2006. - V. 7. - P. 19-24. (Теоретические основы разработки и практического применения трехуровневых выпрямителей).

26. Брованов С. В. Учет влияния величины индуктивности входного дросселя на характеристики трехфазного трехуровневого выпрямителя / С. В. Брованов // Технічна електродинаміка. - Київ, 2006. - Ч. 3. - С. 76-79.

27. Lee Н.-Н. A novel control strategy for three-phase rectifier with high power factor / H.-H. Lee, S. Brovanov, V.-T. Phan [et al.] // 32 Annual conf. of the IEEE Industrial Electronics Society. IECON 2006, Paris, France, 7-10 Nov. 2006. - Paris,

2006. - P. 2255-2261. (Новый способ управления трехфазным выпрямителем с высоким коэффициентом мощности).

28. Брованов С. В. Алгоритм управления многоуровневым выпрямителем / С. В. Брованов // Тр. междунар. 14 науч.-техн. конф. «Электроприводы переменного тока». - Екатеринбург, 2007. - С. 27-30.

29. Brovonov S. Harmonic analysis and control strategy of a three-phase three-level rectifier / S. Brovanov // EUROCON 2007. The intern, conf. on «Computer as a Tool», Poland, Warsaw, 9-12 Sept. 2007. - Warsaw, 2007. - P. 2749-2753. (Гармонический анализ и способ управления для трехфазного трехуровневого выпрямителя).

30. Брованов С. В. Теоретический и практический аспекты реализации векторной ШИМ в трехфазном трехуровневом выпрямителе / С. В. Брованов, С. А. Харитонов, А. Н. Колесников // Технічна електродинаміка. Темат. вип. - Київ,

2007.-Ч. 2.-С. 39-44.

31. Брованов С. В. Выпрямитель с улучшенными энергетическими показателями / С. В. Брованов // Технічна електродинаміка. Темат. вип. Силова електроніка та енергоефективність. - Київ, 2008. - Ч. 7. - С. 66-69.

32. Брованов С. В. Пространственно-векторный алгоритм управления многоуровневыми преобразователями в условиях неравенства напряжений на конденсаторах / С. В. Брованов // Технічна електродинаміка. Темат. вип. Силова електроніка та енергоефективність. - Київ, 2008. - Ч. 1. - С. 66-71.

33. Brovanov S. Space vector PWM technique for three-level neutral point clamped converters with taking into account DC-voltage unbalance / S. Brovanov, M. Pacas // IEEE intern, conf. SIBIRCON 2008, Novosibirsk, 21-25 July 2008. - Novosibirsk, 2008. - P. 200-205. (Принцип векторной ШИМ для трехуровневого преобразователя с фиксирующей нейтральной точкой и учетом небаланса DC-напряжений).

34. Брованов С. В. Оптимизация пространственно-векторного алгоритма управления / С. В. Брованов // Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-2008 : материалы 9 междунар. науч.-техн. конф. - Новосибирск, 2008. - Т. 7. - С. 26-29.

35. Дыбко М. А. Расчет потерь в трехуровневом инверторе напряжения с четвертой стойкой / М. А. Дыбко, С. С. Турнаев, С. В. Брованов // Вісник кафедри «Електротехніка»: Темат. вип. Присвячується п’ятидесятиріччю електротехнічного факультету ДонНТУ. - Донецьк : ДонНТУ, 2009. - С. 37-40.

36. Курсупов Д. В. Использование трехфазного трехуровневого инвертора напряжении с четвертой стойкой в автономных системах электроснабжения / Д. В. Курсупов, С. В. Брованов // Вісник кафедри «Електротехніка»: Темат. вип. Присвячується п’ятидесятиріччю електротехнічного факультету ДонНТУ. -Донецьк : ДонНТУ, 2009. - С. 78-81.

37. Брованов С. В. Расчет энергетических показателей качества преобразования энергии в трехфазных многоуровневых полупроводниковых преобразователях / С. В. Брованов // Технічна електродинаміка. Темат. вип. Силова електроніка та енергоефективність. - Київ, 2009. - Ч. 4. - С. 104-107.

38. Brovanov S. A calculation method of the energy quality performance for three-level voltage source inverter as a part of the power-supply system / S. Brovanov, S. Kharitonov, M. Dybko // 35 Annual conference of the IEEE Industrial Electronics Society. IE-CON 2009, Portugal, Porto, 3-5 Nov. 2009. Porto, 2009. - P. 4067-4072. (Методика расчета энергетических показателей качества для трехуровневого инвертора, являющегося частью системы генерирования электрической энергии).

39. Дыбко М. А. Анализ энергетических показателей четырехуровневого инвертора напряжения / М. А. Дыбко, С. В. Брованов // Технічна електродинаміка. - Київ, 2009. - Ч. 3. - С. 27-32.

40. Brovanov S. A new approach for current calculation in a single-phase three-level NPC converter with space vector PWM / S. Brovanov, S. Kharitonov, M. Dybko [et al.] // Intern, conf. on computational technologies in electrical and electronics engineering. SIBIRCON 2010, Irkutsk, 11-15 July 2010. - Новосибирск, 2010. - P. 639-644. (Новый подход к расчету тока в однофазном трехуровневом преобразователе с векторной ШИМ).

41. Dybko М. A. Mathematical models for analysis of energy quality performance in three-phase four-level NPC converter / M. A. Dybko, S. V. Brovanov, A. V. Geist [et. al.] // Intern, conf. and seminar EDM’2010. - Новосибирск, 2010. - P. 455-

461. (Математическая модель для анализа энергетических показателей качества в трехфазном четырехуровневом преобразователе NPC типа).

42. Brovanov S. V. Analysis of conducting losses in the single-phase three-level NPC converter / S. V. Brovanov, M. A. Dybko, О E. Bespalenko // Intern, conf. and Seminar EDM’2010. — Новосибирск, 2010. — P. 490-494. (Анализ статических потерь в однофазном трехуровневом NPC преобразователе).

43. Брованов С. В. Энергоэффективный алгоритм управления многоуровневым полупроводниковым преобразователем в условиях небаланса напряжений конденсаторов / С. В. Брованов, С. А. Харитонов, М. А. Дыбко // Технічна Електродинаміка. - Київ, 2011. - Ч. 1. - C. 119-126.

Авторские свидетельства и патенты на изобретения

44. А.С. 1460761 СССР, МПК 4 Н02М7/12 Способ управления выпрямителем с емкостным фильтром /В. В. Иванцов, С. Г. Лажинцев, С. В. Брованов; за-явл. 04.01.1987; опубл. 23.02.1989, Бюл. № 7.

45. Пат. 2012983 Российская Федерация, МПК 7 Н02М1/08, Н02Н7/10. Устройство обнаружения неисправности системы управления вентилями /С. В. Брованов, В. Ф. Лучкин; заявл. 01.07.1991; опубл. 15.05.1994, Бюл. № 9.

46. Пат. 2210172 Российская Федерация, МПК 7 Н02Р6/08, B60L15/06. Способ управления синхронным двигателем в электромеханическом усилителе руля автомобиля / В. М. Берестов, Н. А. Болоян, С. В. Брованов и др.; заявл. 28.09.2001; опубл. 10.08.2003, Бюл. № 22.

47. Пат. 2295823 Российская Федерация, МПК 7 Н02М7/162 Способ управления двунаправленными ключами в трехфазном трехуровневом выпрямителе /С. В. Брованов, С. А. Харитонов; заявл. 26.07.2005; опубл. 20.03.2007, Бюл. № 8.

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20 Тел./факс (383) 346-08-56 Формат 60 х 84 1/16. Объем 2,25 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 229. Подписано в печать 24.01.12

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СТРУКТУРЫ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СГЭЭ. ТЕНДЕНЦИИ И КОНЦЕПЦИЯ ИХ РАЗИТИЯ.

1.1. Авиационные системы генерирования электрической энергии.

1.2. Системы генерирования электрической энергии на возобновляемых источниках энергии.

1.3. Системы генерирования электрической энергии для «интеллектуальных» энергетических сетей.

1.4. Системы управления для МП с ЕДН.

1.5. Постановка цели и задач исследований.

Глава 2. ОСНОВЫ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА МП с ЕДН ДЛЯ АВТОНОМНЫХ

СГЭЭ.

2.1. Структуры МП с ЕДН для автономных СГЭЭ.

2.2. Методы анализа электромагнитных процессов в полупроводниковых преобразователях.

2.3. Математическое описание эквивалентной схемы МП с ЕДН.

2.4. Комбинации состояний ключей. Формирование обобщенных образующих векторов.

2.5. Математические модели для анализа электромагнитных процессов.

2.5.1. Модель фазных напряжений преобразователя.

2.5.2. Модель токов ключей преобразователя.

2.5.3. Модель первичного источника питания.

2.6. Выводы по главе 2.

Глава 3. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В СХЕМАХ

ОДНОФАЗНЫХ МП с ЕДН.

3.1. Однофазный трехуровневый нерекуперативный выпрямитель (ОТНРВ).

3.1.1. Внешние характеристики ОТНРВ.

3.1.2. Основные расчетные соотношения ОТНРВ.

3.2. Однофазный трехуровневый рекуперативный выпрямитель (ОТРВН).

3.2.1. Аспекты синтеза векторной ШИМ в ОТРВН.

3.2.2. Анализ электромагнитных процессов в ОТРВН.

3.3. Однофазный четырехуровневый рекуперативный выпрямитель (ОЧРВН)

3.3.1. Аспекты синтеза векторной ШИМ в ОЧРВН.

3.3.2. Анализ электромагнитных процессов в ОЧРВН.

3.4. Выводы по главе 3.

Глава 4. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В СХЕМАХ

ТРЕХФАЗНЫХ МП с ЕДН.

4.1. Трехфазный трехуровневый нерекуперативный выпрямитель (ТТНРВ).

4.2. Внешние и регулировочные характеристики ТТНРВ.

4.3. Синтез векторной ШИМ в трехфазном трехуровневом преобразователе с ЕДН.

4.4. Электромагнитные процессы в трехфазном трехуровневом нерекуперативном выпрямителе при ВШИМ.

4.5. Электромагнитные процессы в трехфазном трехуровневом рекуперативном преобразователе при ВШИМ.

4.6. Электромагнитные процессы в трехфазном четырехуровневом рекуперативном преобразователе при ВШИМ.

4.7. Выводы по главе 4.

Глава 5. АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ В МП с ЕДН

В СОСТАВЕ СГЭЭ.

5.1. Исходные положения.

5.2. Система «синхронный генератор - однофазный трехуровневый нерекуперативный выпрямитель».

5.3. Система «синхронный генератор - однофазный трехуровневый рекуперативный выпрямитель».

5.4. Система «синхронный генератор - трехфазный трехуровневый нерекуперативный выпрямитель».

5.5. Система «синхронный генератор - трехфазный трехуровневый рекуперативный выпрямитель».

5.6. Геометрический аспект анализа энергопроцессов в МП с ЕДН.

5.7. Выводы по главе 5.

Глава 6. ВЛИЯНИЕ НЕБАЛАНСА НАПРЯЖЕНИЙ КОНДЕНСАТОРОВ ЕДН НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ.

6.1. Электромагнитные процессы при небалансе напряжений.

6.1.1. Однофазный трехуровневый преобразователь с ЕДН.

6.1.2. Однофазный четырехуровневый преобразователь с ЕДН.

6.1.3. Трехфазный трехуровневый преобразователь с ЕДН.

6.1.4. Трехфазный четырехуровневый преобразователь с ЕДН.

6.2. Анализ энергетических показателей при небалансе напряжений конденсаторов ЕДН.

6.2.1. Энергетические показатели в сечении ПИП - выпрямитель

6.2.2. Искажение выходного напряжения МП с ЕДН при небалансе напряжений конденсаторов.

6.3. Выводы по главе 6.

Глава 7. ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ МНОГОУРОВНЕВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

С ЕМКОСТНЫМ ДЕЛИТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ.

7.1. Синтез пространственно-векторного алгоритма управления при небалансе напряжений конденсаторов ЕДН.

7.2. Снижение пульсаций тока средней линии конденсаторов.

7.3. Повышение энергоэффективности МП с ЕДН при несимметричной нагрузке.

7.3.1. Результаты имитационного моделирования СГЭЭ на базе МП с ЕДН с четвертой стойкой.

7.4. Выводы по главе 7.

Глава 8. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОУРОВНЕВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ.

8.1. Трехфазный трехуровневый нерекуперативный выпрямитель.

8.1.1. Экспериментальный образец и результаты исследования

8.2. Трехфазный трехуровневый рекуперативный выпрямитель

8.2.1. Экспериментальные исследования.

8.3. Опытно-промышленные разработки.

8.4. Выводы по главе 8.

Актуальность проблемы

Автономные системы генерирования электрической энергии (СГЭЭ) находят широкое применение в возобновляемой энергетике.

Наращивание различными странами потенциала возобновляемой энергетики обусловлено ростом потребности в электроэнергии, ухудшающейся экологией и ограниченностью сырьевых ресурсов. В последние годы использование энергии возобновляемых источников увеличивается по своим масштабам и приобрело устойчивую тенденцию к росту.

Многие страны принимают программы, включающие в себя развитие энергетического комплекса со значительной долей произведенной электрической энергии от СГЭЭ с использованием возобновляемых источников энергии. Увеличение доли вырабатываемой электрической энергии от источников возобновляемой энергии требует развития технического оборудования для ее производства и преобразования, а также значительного усовершенствования систем передачи электрической энергии. Данные меры, прежде всего, сопряжены с задачей повышения энергетической эффективности производства, преобразования и передачи электрической энергии потребителю.

Функциональные принципы преобразования электрической энергии в СГЭЭ с использованием возобновляемых источников энергии, например, в ветроэнергетических системах, во многом подобны функциональным принципам преобразования в СГЭЭ на подвижных объектах - авиационных и космических аппаратах, морских судах, подводных лодках и т. д. востребованность в которых растет.

Востребованность в энергоэффективных полупроводниковых преобразователях для СГЭЭ подвижных объектов продиктовано возрастающей энергоемкостью последних. Особенно сильно это выражено в самолетостроении, где в настоящее время ужесточаются требования по весогабаритным показателям, эксплуатационной надежности и энергетической эффективности. Это обусловлено в основном реализацией, как за рубежом, так и у нас в стране концепции самолета с полностью электрифицированным оборудованием или «полностью электрический самолет» (ПЭС). Концепция ПЭС предусматривает создание самолета с централизованной системой электроснабжения, позволяющей снабжать электрической энергией энергоемкие системы самолета. Таким образом, предусматривается вывод из эксплуатации на самолете ряда систем традиционно использующих гидравлическую и пневматическую энергию.

Над вопросами совершенствования структур, функциональных и технических характеристик полупроводниковых преобразователей, повышения их энергоэффективности в разное время занимались отечественные и зарубежные разработчики. Значительный вклад в эту область исследований внесли: Маев-ский О. А., Лабунцов В. А., Шрейнер Р. Т., Кобзев А. В., Грабовецкий Г. В., Казанцев Ю. М., Зиновьев Г. С., Розанов Ю. К., Харитонов С. А., Багинский Б. А., Чаплыгин Е. Е., Чехет Э. М., Ковалев Ф. И., Герман-Галкин С. Г., Глазенко Т. А., Беркович Е. И., Барский В. А., Лаптев H. Н., Моин В. С., Михальченко Г. Я., Шидловский А. К., Тонкаль В. Е., Жемеров Г. Г., Голембиовский Ю. М., Ефимов А. А., Жуйков В. Я., Переверзев А. В., Гончаров Ю. П., Рывкин С. Е., J. W. Kolar, Т. А. Lipo, Isao Takahashi, Toshihiko Noguchi, A. Nabae, J. Takahashi, H. Akagi, Bladimir Blasko, N. Celanovic, D. Boroyevich, Bimal K. Bose, Marian P. Kazmierkowski, Mariusz Malinowski, Marvin J. Fisher и др. Вопросы теоретического анализа и практического применения полупроводниковых преобразователей и систем на их основе у вышеперечисленных авторов освещены в работах [1-46].

Важным и ответственным звеном структуры СГЭЭ, оказывающим существенное влияние на технические, стоимостные и другие показатели системы, является полупроводниковый преобразователь электрической энергии. Полупроводниковый преобразователь позволяет не только осуществлять преобразование электрической энергии, но при этом способствует улучшению энергетических показателей качества преобразования электрической энергии СГЭЭ в целом.

Появление на электронном рынке современных силовых полупроводниковых приборов, таких как IGBT, MOSFET, IGCT, GTO, а также высокопроизводительных микроконтроллеров, способствовало решению проблем по созданию энергоэффективных полупроводниковых преобразователей электрической энергии.

Стремление улучшить в СГЭЭ энергетические показатели качества преобразования электрической энергии и характеристики по электромагнитной совместимости посредством использования полупроводниковых преобразователей привело к тому, что в их структурах стали применять активные преобразователи (выпрямители) [1 - 6], матричные преобразователи [7 - 9, 74, 109, 110] и преобразователи, классифицирующиеся как многоуровневые [10 - 14, 204 -210].

Различные аспекты создания и исследования систем преобразования электрической энергии на базе активных выпрямителей и матричных преобразователей отражены в трудах Зиновьева Г. С., Шрейнера Р. Т., Харитонова С. А., Ефимова А. А., Попова В. И., Чехета Э. М., Виноградова А. Б., Михальского В. М., Yamamoto Е., Нага Н., Blaabjerg F., Lipo Т. А. и др.

Несмотря на отмеченные достоинства активных выпрямителей и матричных преобразователей, применение их ограничено. Это связано с тем, что улучшение качества генерирования электрической энергии в СГЭЭ на базе вышеперечисленных схем напрямую зависит от повышения частоты ШИМ, увеличение которой приводит к снижению КПД преобразователя [47]. Уровень установленной мощности ограничивается классом по напряжению полупроводниковых приборов. Используемый принцип непосредственного преобразования частоты в матричном преобразователе характеризуется низким коэффициентом передачи по напряжению.

В этой связи одним из перспективных направлений решения обозначенных проблем является применение многоуровневых полупроводниковых преобразователей.

В настоящее время существует несколько типов многоуровневых схем преобразователей. В отечественной литературе еще нет установившейся терминологии данных схем, согласно англоязычной литературе выделяются следующие наименования:

1) The diode-clamped multilevel converter или neutral-point-clamped (NPC) multilevel converter. Эта схема впервые была предложена в 1981 году авторами A. Nabae, I. Takahashi, Н. Akagi в работе [51] в виде трехуровневой реализации. В дальнейшем появились модификации NPC схем, среди которых можно выделить «nonregenerative» или «Vienna» выпрямители [52]. А дальнейшее развитие данного типа схем пошло по пути увеличения числа уровней напряжений звена постоянного тока [53-55].

2) The flying capacitor multilevel converter (FCC) или imbricated cell converter. Эта концепция схем была впервые предложена Т. Meynard и Н. Foch в 1992 году [56, 57].

3) The series-connected/cascaded multilevel converter {SCO) [58-60].

Перечисленные типы преобразователей в силу своих конструктивных особенностей имеют свои преимущества и недостатки. Так, например, схема SCC-типа требует в своем применении изолированных источников питания постоянного тока, которые могут быть выполнены на основе многообмоточных трансформаторов с достаточно дорогим исполнением. Другим существенным недостатком данного типа преобразователя является сложность исполнения схемы для реализации рекуперации электрической энергии.

Преобразователи NPC и FCC-типов по качеству формируемого фазного тока, реализации управления, балансу напряжений на конденсаторах, в значительной степени эквивалентны. Однако по количеству применяемых конденсаторов и, следовательно, их стоимости, преобразователи ^СС-типа уступают преобразователям ЫРС- типа.

Как показывает анализ многочисленных публикаций, ИРС-тип преобразователей наиболее привлекателен, и многие разработчики уделяют ему значительное внимание. Современные микроконтроллеры позволяют реализовать на их основе различные алгоритмы управления данным типом преобразователя с различным способом модуляции. Особый интерес представляет векторный способ широтно-импульсной модуляции (ВШИМ), позволяющий уменьшать число коммутаций ключей, повышать использование по напряжению преобразователя, а также осуществлять выравнивание напряжения на конденсаторах.

Хорошие функциональные и энергетические характеристики ТУРС-типа преобразователей в значительной мере удовлетворяют современным требованиям СГЭЭ. Условимся в дальнейшем данный тип преобразователя классифицировать как многоуровневый преобразователь (ПМ) с емкостным делителем напряжения (ЕДН). Растущий интерес специалистов к построению СГЭЭ на базе многоуровневых полупроводниковых преобразователей с емкостным делителем напряжения подчеркивает актуальность и перспективность их применения. При этом особенность автономных СГЭЭ такова, что мощность используемого генератора и нагрузки соизмеримы, частота вращения вала генератора нестабильная, а наличие несимметричных нагрузок может приводить к возникновению небаланса напряжений ЕДН. Эти и другие факторы оказывают отрицательное влияние на энергетические показатели качества преобразования электрической энергии. В этой связи становится все более актуальной задача улучшения энергетической эффективности МП с ЕДН для создания автономных СГЭЭ с улучшенными энергетическими показателями.

Однако уровень теоретического исследования электромагнитных процессов в МП с ЕДН для автономных систем генерирования, развитие методик расчета энергетических показателей качества преобразования электрической энергии, способов и алгоритмов управления МП с ЕДН не удовлетворяют современным тенденциям развития автономных систем генерирования электрической энергии. Несмотря на множество публикаций, содержащиеся в них исследования носят в основном локальный характер, не отражающие комплексного подхода к проблеме повышения энергетической эффективности СГЭЭ.

Цель работы и задачи исследования

Цель диссертационной работы состоит в решении научно-технической проблемы повышения энергетической эффективности многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения для автономных систем генерирования электрической энергии путем обобщения и развития методов их расчета и анализа, а также синтеза эффективных алгоритмов управления.

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

1. Разработка математического описания обобщенного га-фазного № уровневого полупроводникового преобразователя с емкостным делителем напряжения.

2. Разработка математических моделей и методик для расчета энергетических показателей качества электромагнитных процессов МП с ЕДН для СГЭЭ.

3. Расчет и анализ энергетических показателей качества преобразования электрической энергии в многоуровневых полупроводниковых преобразователях частоты с емкостным делителем напряжения для различных режимов работы автономных систем генерирования электрической энергии.

4. Анализ влияния параметров небаланса напряжений конденсаторов емкостного делителя напряжения на энергетические показатели качества преобразования энергии в МП с ЕДН.

5. Теоретическое обобщение и развитие геометрических аналогий к синтезу широтно-импульсной модуляции в многоуровневых полупроводниковых преобразователях частоты с емкостным делителем напряжения.

6. Синтез алгоритмов управления с использованием векторной ТТТИМ с целью улучшения качества формируемого входного тока и выходного напряжения МП с ЕДН.

7. Экспериментальное исследование макетных образцов многоуровневых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения с целью проверки разработанных математических моделей, методик расчета, результатов теоретического анализа и синтеза алгоритмов управления.

Методы исследования

Решение поставленных задач потребовало привлечение аппарата дифференциального и интегрального исчислений, преобразования Фурье, теории матриц, метода обобщенных векторов и метода переключающих функций, а также методов линейной алгебры и аналитической геометрии, методов численного и имитационного моделирования.

Достоверность основных теоретических положений, методов расчета и анализа подтверждается сопоставлением расчетных и полученных экспериментально и имитационным моделированием электрических параметров и характеристик установившихся режимов при работе многоуровневых полупроводниковых преобразователей.

Научная значимость и новизна диссертационной работы:

1. Предложена концепция анализа и синтеза многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения для автономных систем генерирования электрической энергии, основанная на использовании иерархии специализированных математических моделей, ориентированных на определение основных энергетических параметров и характеристик силовых схем преобразователей, а также синтез алгоритмов управления ими в составе СГЭЭ.

2. Предложена схема замещения га-фазного А^-уровневого полупроводникового преобразователя с емкостным делителем напряжения, позволившая создать математические модели различных схем МП с ЕДН. Модели базируются на совокупности моментов: использования комбинаций состояний ключей, геометрических аналогий представления электрических величин, весовых коэффициентов образующих векторов и переключающих функций. Модели предназначены для расчета и исследования параметров и характеристик, определяющих энергетическую эффективность МП с ЕДН, качество формирования входного тока и выходного напряжения, а также для синтеза параметров силовых схем МП с ЕДН и алгоритмов управления.

3. Разработан способ коррекции весовых коэффициентов образующих векторов в функции изменения напряжений на конденсаторах емкостного делителя напряжения, позволивший реализовать алгоритм векторной ШИМ, обеспечивающий улучшение качества входного тока и выходного напряжения многоуровневого преобразователя при небалансе напряжений конденсаторов емкостного делителя напряжения.

4. Предложен алгоритм активного подавления низкочастотных пульсаций напряжений на конденсаторах звена емкостного делителя напряжения трехфазного трехуровневого полупроводникового преобразователя с целью поддержания качества выходного напряжения преобразователя при снижении значений емкостей звена ЕДН.

5. Предложен способ управления, обеспечивающий максимальное среднее значение выпрямленного напряжения трехфазного трехуровневого выпрямителя без рекуперации электрической энергии при изменении величины выходного тока.

6. Разработан алгоритм управления для однофазного трехуровневого полупроводникового выпрямителя, позволяющий обеспечить баланс напряжений на конденсаторах емкостного делителя напряжения.

7. Предложена методика расчета динамических потерь активной мощности в силовых ключах МП с ЕДН, обобщенная к любому числу уровней напряжений ЕДН с учетом параметров векторной широтно-импульсной модуляции.

Основные положения, защищаемые автором

1. Концепция анализа и синтеза многоуровневых полупроводниковых преобразователей с емкостным делителем напряжения для автономных систем генерирования электрической энергии, основанная на использовании иерархии специализированных математических моделей, ориентированных на определение основных электрических и энергетических параметров и характеристик силовых схем преобразователей и алгоритмов управления ими в составе СГЭЭ.

2. Математические модели многоуровневых полупроводниковых преобразователей с ЕДН, основанные на применении геометрического представления электрических величин, комбинаций состояний ключей, весовых коэффициентов образующих векторов и переключающих функций.

3. Результаты комплексного теоретического исследования энергетических показателей качества преобразования электрической энергии в МП с ЕДН и выявившие закономерности их изменения при небалансе напряжений конденсаторов емкостного делителя напряжения и различных режимах работы автономных систем генерирования электрической энергии.

4. Синтезированные алгоритмы управления, основанные на применении векторных способов ШИМ, позволяющие повысить энергетическую эффективность многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения путем снижения пульсаций напряжений конденсаторов ЕДН, улучшения качества входного тока и выходного напряжения МП с ЕДН в условиях небаланса напряжений конденсаторов ЕДН и осуществления баланса напряжений конденсаторов ЕДН.

5. Методику расчета динамических потерь активной мощности в силовых ключах МП с ЕДН, обобщенную к любому числу уровней напряжений ЕДН с учетом параметров векторной широтно-импульсной модуляции.

6. Результаты расчета внутренних характеристик многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения в виде распределения токовой загрузки в ключевых силовых элементах от режимов работы преобразователей и параметров ВШИМ, а также распределения статических и динамических потерь активной мощности в ключевых элементах.

Практическая ценность работы

1. Разработанные математические модели, позволяющие рассчитывать и исследовать основные энергетические характеристики в многоуровневых полупроводниковых преобразователях частоты с емкостным делителем напряжения, выявлять их свойства в зависимости от режимов и параметров работы автономных СГЭЭ, используются при проведении НИР в отраслевой научно-исследовательской лаборатории электроснабжения летательных аппаратов НГТУ.

2. Полученные результаты анализа электромагнитных процессов в МП с ЕДН положены в основу предложенных технических решений, обеспечивающих улучшение энергетической эффективности МП с ЕДН и автономных СГЭЭ на их основе.

3. Разработанные методики по расчету внутренних характеристик МП с ЕДН легли в основу создания инженерной методики проектирования МП с ЕДН с улучшенными энергетическими показателями качества преобразования электрической энергии для автономных СГЭЭ и других приложений.

4. Применение разработанных алгоритмов управления с ВШИМ позволяют повысить качество преобразования электрической энергии в МП с ЕДН и создают объективные предпосылки использования данного типа преобразователей в других областях, например, электроприводе, в целях реализации их энергоэффективных режимов.

5. Совокупность полученных теоретических и практических результатов использованы в учебном процессе при подготовке инженеров, магистрантов и аспирантов в области силовой электроники.

Реализация результатов работы

Основные научные положения диссертационной работы, а также результаты теоретических и экспериментальных исследований, использованы при выполнении госбюджетных и хоздоговорных НИР, выполняемых в НГТУ по заказам ряда предприятий, таких как: АКБ «Якорь» (г. Москва), МКБ «Радуга» (г. Дубна), ОАО «АвтоВАЗ» (г. Тольятти), ОАО «ДААЗ» (г. Димитровград), НИИ СЭТМ, ФГУП ПО «СЕВЕР», ООО «НИИАСЭ», ХК ОАО «НЭВЗ-СОЮЗ» (г. Новосибирск).

Предложенные в диссертации математические модели и методики расчета внутренних характеристик МП с ЕДН были использованы в исследованиях при выборе структурной схемы автономной системы генерирования «СГ -ПЧА» для летательных аппаратов.

Материалы диссертации, относящиеся к математическим моделям и анализу электромагнитных процессов, используются в учебном процессе при подготовке студентов по специальности «Промышленная электроника».

Результаты диссертационных исследований нашли применение при разработке и внедрении в производство:

- Электромеханического усилителя рулевого управления для автомобилей ВАЗ 2170 «Приора».

- Полупроводникового преобразователя для системы генерирования ветроэнергетической установки «Радуга-1», установленной в Калмыкии.

Материалы диссертации, относящиеся к математическим моделям и анализу электромагнитных процессов, используются в учебном процессе при подготовке студентов и специальности «Промышленная электроника».

Связь темы диссертации с научно-техническими программами.

Работа выполнялась в рамках следующих программ:

1) Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, утвержденная постановлением Правительства Российской Федерации от 28 июля 2008 года № 568 по теме: «Улучшение энергетических показателей качества преобразования электрической энергии в многоуровневых полупроводниковых преобразователях с емкостным делителем напряжения».

2) Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» научно-исследовательские работы по лоту шифр «2011-1.6516-015» «Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований в области создания эффективных накопителей электрической энергии для нужд централизованной и автономной энергетики» по теме: «Разработка и создание эффективных накопителей электрической энергии на базе многоуровневых полупроводниковых преобразователей и аккумуляторных батарей».

3) Государственный контракт от 22.10.2010 г. №13.G36.31.0010 «Исследование, разработка и организация промышленного производства механотрон-ных систем для энергосберегающих технологий двойного назначения».

4) Проект №9706 «Исследование и разработка систем электрифицированного оборудования автономных объектов на основе средств силовой интеллектуальной электроники» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (2009-2011 годы).

Апробация работы

Основные материалы работы были представлены на: Второй Дальневосточной научно-практической конференции (г. Комсомольск-на-Амуре, 1989 г.); Международных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП (г. Новосибирск, 1992, 1994, 2000, 2002, 2004, 2008, 2010 гг.); «Силовая электроника и энергоэффективность» (г. Алушта, Украина, 2005, 2006, 2007, 2008, 2010 гг.); «РЕМС-94» (Варшава, 1994 г.); «Информатика и проблемы телекоммуникаций» (г. Новосибирск, 1995 г.); «Проблемы современной электротехники» (г. Киев, Украина, 2001, 2008 гг.); Первый Российско-Корейский симпозиум «RUSKO-АМ» (г. Новосибирск, 2001 г.); Korea -Russia International Symposium «KORUS» (г. Уль-сан, Ю.Корея, 2003 г.); International Workshop and Tutorials on Electron Devices and Materials (г. Эрлагол, Республика Алтай, 2006 г.); 32nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (Paris, France, 2006 г.); «Электроприводы переменного тока» (г. Екатеринбург, 2005, 2007 гг.); The International Conference «Computer as a Tool» IEEE Region 8 (Warsaw, Poland, 2007 г.); The International Conference «SIBIRCON» IEEE Region 8 (г. Новосибирск, 2008, г. Иркутск, 2010гг.), 35th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society - IE-CON (Porto, Portugal, 2009 г.) и ряде других конференций и научных семинарах.

Основные результаты диссертации отражены в 47 печатных работах. Работ, опубликованных в ведущих рецензируемых журналах и изданиях, определённых Высшей аттестационной комиссией - 14. Из 46 опубликованных работ 24 научные статьи, 19 докладов на международных, межрегиональных и других научных конференциях, три патента РФ, одно авторское свидетельство. Десять работ написано лично без участия соавторов.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 285 страницах машинописного текста и содержит введение, восемь глав, заключение, список литературы из 355 наименований, 207 рисунков, 21 таблицу и приложение.

Основные результаты теоретических и практических исследований диссертационной работы состоят в следующем:

1. На основании проведенного анализа различных структур МП с ЕДН была предложена эквивалентная схема замещения обобщенного га-фазного Ы-уровневого полупроводникового преобразователя с емкостным делителем напряжения и ее математическое описание. Это позволило создать специализированные математические модели, ориентированные на определение основных энергетических параметров и характеристик силовых схем преобразователей, а также синтез параметров силовых схем и алгоритмов управления.

2. На основе разработанных математических моделей проведен расчет и анализ энергетических показателей качества электромагнитных процессов трехи четырехуровневых однофазных и трехфазных МП с ЕДН для автономных систем генерирования электрической энергии. Выявлены основные закономерности изменения электромагнитных процессов, энергетических показателей и показателей качества входного тока и выходного напряжения МП с ЕДН в функции изменения ряда параметров и режимов работы СГЭЭ. Определены граничные значения изменения значений М и 0, обеспечивающие баланс напряжений конденсаторов ЕДН.

3. Развиты теоретические положения для расчета внешних и внутренних характеристик МП с ЕДН. Выявлено, что вид последовательности комбинаций состояний ключей, определяемый синтезом вектора задания, параметры реализуемого алгоритма пространственного векторного ШИМ, а также значение коэффициента управления кт определяют распределение токовой загрузки, а также статических и динамических потерь активной мощности в ключах преобразователей. Были определены и рекомендованы значения диапазонов тока нагрузки и кратности частот а, обеспечивающие максимальные значения входного коэффициента мощности, КПД и минимальные значения коэффициента гармоник входного тока МП с ЕДН. Для однофазных схем МП с ЕДН были предложены последовательности комбинаций состояний ключей, характеризующиеся более равномерной загрузкой по току силовых ключей.

4. Синтезированы алгоритмы управления, основанные на применении низкочастотных принципов управления и векторных принципов ШИМ, позволяющие повысить качество входного тока и выходного напряжения МП с ЕДН и, как следствие, энергетическую эффективность многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения. Это достигается путем снижения низкочастотных пульсаций напряжений конденсаторов ЕДН; способа коррекции весовых коэффициентов образующих векторов в функции изменения напряжений на конденсаторах емкостного делителя напряжения; осуществления баланса напряжений конденсаторов ЕДН.

5. Предложен способ управления, обеспечивающий максимальное среднее значение выпрямленного напряжения трехфазного трехуровневого выпрямителя при изменении величины выходного тока.

6. Предложена методика расчета динамических потерь активной мощности в силовых ключах МП с ЕДН, обобщенная к любому числу уровней напряжений ЕДН с учетом параметров векторной широтно-импульсной модуляции.

7. Достоверность основных положений работы подтверждена результатами испытаний экспериментальных образцов многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения для автономных систем генерирования электрической энергии, при проектировании которых были использованы разработанные математические модели и методики по расчету параметров и энергетических характеристик, а также синтезированные алгоритмы управления.

8. Совокупность научных положений и комплекс проведенных исследований может рассматриваться как развитие теории анализа электромагнитных процессов, расчета энергетических показателей качества в многоуровневых полупроводниковых преобразователях частоты с емкостным делителем напряжения, а также синтеза векторных алгоритмов широтно-импульсной модуляции многоуровневых полупроводниковых преобразователей, являющихся основой для создания энергоэффективных структур автономных систем генерирования электрической энергии.

388

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации проведены комплексные исследования многоуровневых полупроводниковых преобразователей частоты с емкостным делителем напряжения с целью создания на их основе энергетически эффективных автономных систем генерирования электрической энергии.

1. Шрейнер, Р. Т. Активный выпрямитель как новый элемент энергосберегающих систем электропривода / Р. Т. Шрейнер, А. А. Ефимов // Электричество. 2000. - № 3. - С. 46-54.

2. Blasko, V. A new mathematical model and control of a three-phase AC-DC voltage source converter / V. Blasko, V. Kaura // IEEE Transactions on Power Electronics. 1997. - Vol. 12, iss. 1. - P. 116-123.

3. Sensorless control strategies for PWM rectifier / S. Hansen, M. Mali-nowski, F. Blaabjerg et al. // Applied power electronics conference and exposition, APEC '97 : conf. proc., 1997, twelfth annual. [Piscataway] : IEEE, 2000. - Vol. 2. - P. 832-838.

4. Берестов, В. M. Расчет параметров выпрямителя с ШИМ / В. М. Берестов, С. А. Харитонов // Электроприводы переменного тока : тр. междунар. 13 науч.-техн. конф., Екатеринбург, 15-18 марта 2005 г. Екатеринбург : УГ-ТУ-УПИ, 2005. - С. 77-84.

5. The Matrix Converter Drive Performance under abnormal input voltage conditions / J.-K. Kang, H. Haga, A. M. Hava et al. // IEEE Transactions on Power Electronics. 2002. - Vol. 17, iss 5. - P. 721-730.

6. Wang, B. Dynamic voltage restorer utilizing a matrix converter and flywheel energy storage / B. Wang, G. Venkataramanan // IEEE Transactions on Industrial Application. 2009. - Vol. 45, iss. 1. - P. 222-231.

7. A review of three-phase improved power quality AC-DC converters / B. Singh, B. N. Singh, A. Chandra et al. // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2004. - Vol. 51, iss. 3. - P. 641-660.

8. Грабовецкий, Г. В. Анализ и методика расчета силовых цепей вентильных преобразователей частоты с непосредственной связью : дис. . д-ра техн. наук : 05.09.03 / Г. В. Грабовецкий ; Новосиб. электротех. ин-т. Новосибирск, 1968.-369 с.

9. Результаты разработки НПЧ с ЕК для систем электроснабжения переменного тока стабильной частоты / Г. В. Грабовецкий, Е. А. Подъяков, С. А. Харитонов и др. // Преобразовательная техника : межвуз. сб. науч. тр. Новосибирск, 1980.-С. 3-14.

10. Маевский, О. А. Энергетические показатели вентильных преобразователей / О. А. Маевский. М. : Энергия, 1978. - 320 с.

11. Розанов, Ю. К. Силовая электроника / Ю. К. Розанов, М. В. Рябчиц-кий, А. А. Кваснюк. М. : Издат. дом МЭИ, 2007. - 632 с.

12. Исхаков, А. С. Коэффициент мощности однофазного выпрямителя с емкостным фильтром / А. С. Исхаков // Электричество. 2000. - № 9. - С. 5153.

13. Применение гибридных фильтров для улучшения качества электроэнергии / Г. М. Мустафа, А. Ю. Кутейникова, Ю. К. Розанов и др. // Электричество. 1995. - № 10. - С. 33-39.

14. Багинский, Б. А. Анализ работы выпрямителя с активным звеном емкостного типа / Б. А. Багинский, В. А. Поморцев // Электричество. 2000. - № 11.-С. 50-53.

15. Гарганеев, А. Г. Гистерезисный двигатель с импульсным перевозбуждением / А. Г. Гарганеев, Ю. А. Шурыгин. Томск : Изд-во Том. ун-та, 2007. -216с.

16. Стабилизаторы переменного напряжения с высокочастотным широтно-импульсным регулированием / А. В. Кобзев, Г. Я. Лебедев, Г. Я. Михальченко и др.. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 152 с.

17. Лабунцов, В. А. Трехфазный выпрямитель с емкостным фильтром и улучшенной кривой потребляемого из сети тока / В. А. Лабунцов, Чжан Дай-жун // Электричество. 1993. - № 6. - С. 45-48.

18. Результаты разработки НПЧ с ЕК для систем электроснабжения переменного тока стабильной частоты / Г. В. Грабовецкий, С. А. Харитонов, Е. А. Подъ-яков и др. // Преобразовательная техника : межвуз. сб. науч. тр. Новосибирск : НЭТИ, 1979. - С. 3-15.

19. Стабилизаторы переменного напряжения с высокочастотным широтно-импульсным регулированием / А. В. Кобзев, Ю. М. Лебедев, Г. Я. Михальченко и др.. -М.: Энергоатомиздат, 1986. 150, 1. с.: ил.

20. Панкратов, В. В. Методика параметрического синтеза систем регулирования бездатчиковых транзисторных электроприводов / В. В. Панкратов,

21. В. М. Берестов // Материалы 8 международной конференции «Актуальные про/блемы электронного приборостроения». АПЭП-2006, Новосибирск, 2006. Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2006. - Т. 7. - С. 120-123.

22. Многодвигательные асинхронные электроприводы с автоматическим выравниванием нагрузок / В. В. Панкратов, В. Ю. Волков, Е. А. Волкова, Д. А. Котин, Е. С. Тетюшева, Т. А. Хныкова // Транспорт: наука, техника, управление. 2008. - № 6. - С. 27-30.

23. Мустафаев, Р. И. Применение асинхронных генераторов в ветроэлектрической установке / Р. И. Мустафаев // Ветроэнергетические станции : сб. науч. тр. Гидропроекта. 1989. - Вып. № 129. - С. 175-182.

24. Мустафаев, Р. И. Пуск и управление ветроэлектрической установки с асинхронным генератором, работающим на электрическую сеть / Р. И. Мустафаев // Электротехника. 1990. - № 5. - С. 22-27.

25. Коррекция формы выходного напряжения НПЧ с помощью обратных связей / С. А. Харитонов, Е. А. Подъяков, В. В. Иванцов, В. В. Кожухов и др. // Преобразовательная техника : межвуз. сб. науч. тр. Новосибирск : НЭТИ, 1975. -С. 73-80.

26. Ситник, Н. X. Силовая полупроводниковая техника / Н. X. Ситник. М. : Энергия, 1968. - 320 с.

27. Control of three-level PWM converter applied to variable-speed-type turbines / M. Malinowski, S. Stynski, W. Kolomyjski, M. P. Kazmierkowski // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2009. - Vol. 56, iss. 1. - P. 69-77.

28. Николов, H. M. Трехфазные мостовые управляемые выпрямители с улучшенным коэффициентом мощности / Н. М. Николов, С. Е. Табаков // Электричество. 1998. - № 12. - С. 52-55

29. Шидловский, А. К. Повышение качества электрической энергии в электрических цепях / А. К. Шидловский, В. Г. Кузнецов. Киев : Наукова думка, 1985. - 267 с.

30. Полупроводниковые преобразователи модуляционного типа с промежуточным звеном повышенной частоты / В. Е. Тонкаль, JI. П. Мельничук, А. В. Новосельцев и др.. Киев : Наукова думка, 1981. - 252 с.

31. Жемеров, Г. Г. Тиристорные преобраователи частоты с непосредственной связью / Г. Г. Жемеров. М. : Энергия, 1977. - 280 с.

32. Шавелкин, А. А. Вариант схемы многоуровневого преобразователя среднего напряжения / А. А. Шавелкин // Электротехника. 2005. - № 11. - С. 9-15.

33. Novotny, D. W. Vector control and dynamics of AC drives / D. W. Novotny, T. A. Lipo. USA. : Oxford Univ. Press, 1996. - 440 p.

34. Holmes, D. Pulse width modulation for power converters: principles and practice / D. Holmes, T. Lipo. S. 1. : Wiley-IEEE Press, 2003. - 744 p. - (IEEE Press Series on Power Engineering).

35. Kazmierkowski, M. P. Web based teaching of pulse width modulation methods for three-phase two-level converters / M. P. Kazmierkowski, R. Bracha, M.

36. Malinowski // EPE-PEMC 2006. 12 International power electronics and motion control conference, 2006 Electronic resource. Budapest : EPE-PEMC Secretariat, 2006. - P. 2134-2139. - 1 electron-optical disk (CD-ROM). - Title with the label.

37. Bose, B. K. Modern power electronics and AC drive / B. K. Bose. S. 1. : Prentice Hall PTR, 2002. - 711 p.

38. Blasko, V. A new mathematical model and control of a three-phase AC-DC voltage source converter / V. Blasko, V. Kaura // IEEE Transactions on Power Electronics. 1997. - Vol. 12, iss. 1. - P. 116-123.

39. Teichmann, R. Evaluation of three-level rectifiers for low-voltage utility applications / R. Teichmann, M. Malinowski, S. Bernet // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2005. - Vol. 52, iss. 2. - P. 471-481.

40. A systematic topology evaluation methodology for high-density three-phase PWM AC-AC converters / R. Lai, F. Wang, R. Burgos et al. // IEEE Transactions on Power Electronics. 2008. - Vol. 23, iss. 6. - P. 2665-2680.

41. Taha, M. Active rectifier using DQ vector control for aircraft power system / M. Taha // IEMDC '07. IEEE International electric machines and drives conference, 2007. Turkey., 2007. - Vol. 2. - P. 1306-1310.

42. Predictive direct power control algorithm for three phase AC/DC converter / P. Antoniewicz, M. P. Kazmierkowski, P. Cortes et al. // EUROCON, 2007. The international conference on «Computer as a tool». [Piscataway] : IEEE, 2007.- P.1530-1534.

43. Nabae, A. A new neutral-point-clamped pwm inverter / A. Nabae, I. Ta-kahashi, H. Akagi // IEEE Transactions on Industrial Applications. 1981. - Vol. IA-17, iss. 5.-P. 518-523.

44. Kolar, J. W. Novel three-phase three-switch three-level PWM rectifier / J. W. Kolar, C. F. Zach // Proceeding of the 28 power conversion conference, Germany, Nurnberg, 28-30 June 1994. Germany., 1994. - P. 125-138.

45. Sinha, G. A Four-level inverter based drive with a passive front end / G. Sinha, T. A. Lipo // IEEE Transactions on Power Electronics. 2000. - Vol. 15, iss. 2. - P. 285-294.

46. A control strategy for a five-level double converter with adjustable DC link voltage / T. Ishida, T. Miyamoto, T. Oota et al. // 37 IAS annual meeting. Conference record of the industry applications. [S. 1.], 2002. - Vol. 1. - P. 530-536.

47. Menzies, R. W. Five-level GTO inverters for large induction motor drives / R. W. Menzies, P. Steimer, J. K. Steinke // IEEE Transactions on Industrial Applications. 1994. - Vol. 30, iss. 4. - P. 938-944.

48. Meynard, T. A. Multi-level choppers for high voltage applications / T. A. Meynard, H. Foch // EPE Journal. 1992. - Vol. 2, iss. 1. - P. 45-50.

49. Meynard, T. A. Modeling of multilevel converters / T. A. Meynard, M. Fadel, N. Aouda // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 1997. - Vol. 44, iss. 3. - P. 356-364.

50. Lai, J. S. Multilevel converters a new breed of power converters / J. S. Lai, F. Z. Peng // IEEE Transactions on Industrial Applications. - 1996. - Vol. 32, iss. 3.-P. 509-517.

51. Tolbert, L. M. Multilevel converters for large electric drives / L. M. Tolbert, F. Z. Peng, T. G. Habetler // IEEE Transactions on Industrial Applications. -1999. Vol. 35, iss. 1. - P. 36-44.

52. Rodriguez, J. Multilevel inverters: a survey of topologies, controls and applications / J. Rodriguez, J. S. Lai, F. Z. Peng // IEEE Transactions on Industrial Applications. 2002. - Vol. 49, iss. 4. - P. 724-738.

53. Колпаков, А. Энергия, принесенная ветром / А. Колпаков // Силовая электроника. 2005. - № 3. - С. 6-11.

54. Электроснабжение летательных аппаратов / В. А. Балагуров, И. М. Беседин, Ф. Ф. Галтеев и др.. М. : Машиностроение, 1975. - 536 с.

55. Паластин, Jl. М. Синхронные машины автономных источников питания / Л. М. Паластин. М. : Энергия, 1980. - 384 с.

56. Электрооборудование летательных аппаратов. В 2 т. Т. 1. Система электроснабжения летательных аппаратов : учеб. для вузов / под ред. С. А. Грузкова. М. : Изд-во МЭИ, 2005. - 568 с.

57. Бут, Д. А. Бесконтактные электрические машины / Д. А. Бут. М. : Высш. шк, 1990.-416 с.

58. Исследование динамических режимов в системе электроснабжения переменного тока с преобразователем частоты / В. В. Иванцов, Е. А. Подъяков, И. В. Нежданов и др. // Преобразовательная техника : межвуз. сб. науч. тр. -Новосибирск, 1980. С. 30^1.

59. Семенов, Ю. Е. Применение нелинейных звеньев в системе управления НПЧ / Ю. Е. Семенов, В. В. Кожухов // Преобразовательная техника : межвуз. сб. науч. тр. Новосибирск, 1980. - С. 25-29.

60. Беляков, П. Ю. Анализ структур и применяемости главных схем электрических соединений современных сетевых ветропарков / П. Ю. Беляков,

61. P. M. Панов // Электротехнические комплексы и системы управления. 2009. -№ 4. - С. 39-43.

62. Системы электропитания космических аппаратов / Б. П. Соустин, В. И. Иванчура, А. И. Чернышев, Ш. С. Исляев. Новосибирск : ВО Наука, 1994. - 318 с.

63. Модуляция амплитуды выходного напряжения непосредственного преобразователя частоты / В. В. Кожухов, С. А. Харитонов, Е. А. Подъяков и др. // Преобразовательная техника : межвуз. сб. науч. тр. Новосибирск, 1979. -С. 90-100.

64. Richard, R. W. G. On the conceptual design and performance of a matrix converter for marine electric propulsion / R. W. G. Richard, К. M. Ciaramella // IEEE Transactions on Power Electronics. 2010. - Vol. 25, iss. 6. - P. 1497-1508.

65. Энергия приливов и отливов Электронный ресурс. Режим доступа: http://human-earth.narod.ru/priliv.htm. - Загл. с экрана.

66. Воронович, С. Полностью электрический самолет. Современное состояние и перспективы развития / С. Воронович, В. Каргопольцев, В. Кутахов // Авиапанорама. 2009. - № 2 (74). - С. 14-17.

67. Электрический самолет: от идеи до реализации / А. В. Левин, И. И. Алексеев, С. А. Харитонов и др.. М. : Машиностроение, 2010. - 288 с.

68. Брускин, Д. Э. Электроснабжение летательных аппаратов / Д. Э. Бру-скин, И. М. Синдеев. М. : Высш. шк., 1988. - 264 с.

69. Джюджи, Л. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты / Л. Джюджи, Б. Пелли. М. : Энергоатомиздат, 1983. - 400 с.

70. Быков, Ю. М. Влияние закона управления непосредственным преобразователем частоты на параметры автономной установки / Ю. М. Быков // Электротехническая промышленность. Сер.: «Преобразовательная техника». -1979.-№5.-С. 13-15.

71. Харитонов, С. А. Преобразователь частоты с непосредственной связью для автономных источников питания : дис. . канд. техн. наук : 05.09.03 / С. А. Харитонов ; Новосиб. электротехн. ин-т. Новосибирск : НЭТИ, 1978. -334 с.

72. Грабовецкий, Г. В. Непосредственные преобразователи частоты с естественной коммутацией для электромеханических систем / Г. В. Грабовецкий, О. Г. Куклин, С. А. Харитонов. Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2009. - 320 с.

73. Подъяков, Е. А. Преобразователь частоты с непосредственной связью : дис. . канд. техн. наук : 05.09.03 / Е. А. Подъяков ; Новосиб. электротехн. ин-т. Новосибирск : НЭТИ, 1968. - 239 с.

74. Иванцов, В. В. Разработка источника трехфазного напряжения стабильной частоты для питания электрооборудования автономного объекта : дис. . канд. техн. наук : 05.09.03 / В. В. Иванцов ; Новосиб. электротехн. ин-т. -Новосибирск : НЭТИ, 1983 313 с.

75. Быков, Ю. М. Влияние закона управления непосредственным преобразователем частоты на параметры автономной установки / Ю. М. Быков // Электротехническая промышленность. Сер.: «Преобразовательная техника». 1979. - № 5 (112).-С. 13-15.

76. Быков, Ю. М. Исследование случайных процессов на выходе непосредственного преобразователя частоты / Ю. М. Быков, В. С. Василенко, И. Т. Пар // Электричество. -1978. № 1. - С. 45^48.

77. Быков, Ю. М. Непосредственные преобразователи частоты с автономным источником энергии / Ю. М. Быков. М.: Энергия, 1977. - 145 с.

78. Харитонов, С. А. Системы генерирования электрической энергии для ветроэнергетики и автономных подвижных объектов (анализ и синтез): дис. д-ра техн. наук / С. А. Харитонов ; Новосиб. гос. техн. ун-т. Новосибирск : Изд-во НГТУ, 1998.-619 с.

79. Харитонов, С. А. Система генерирования переменного тока с циклокон-вертором модуляционного типа / С. А. Харитонов, С. В. Брованов // Новые технологии и научные разработки в энергетике : материалы регион, семинара. Новосибирск, 1994.-С. 104-106.

80. Брованов, С. В. Анализ электромагнитных процессов в системе генерирования переменного тока с циклоконвертором модуляционного типа / С. В. Брованов, С. А. Харитонов // Актуальные проблемы электронного приборостроения

81. АПЭП-94 : тр. 2 междунар. науч.-техн. конф. Новосибирск, 1994. - Т. 7. - С. 9396.

82. Брованов, С. В. Энергетические характеристики циклоконвертора модуляционного типа / С. В. Брованов, С. А. Харитонов // Информатика и проблемы телекоммуникаций : материалы междунар. науч.-техн. конф. Новосибирск, 1995. -T. 1.-С. 154-156.

83. Зиновьев, Г. С. О работе инвертора напряжения в «обращенном» режиме / Г. С. Зиновьев // Повышение эффективности устройств преобразовательной техники : сб. тр. Киев : Наукова Думка, 1973. - Ч. 4. - С. 206-212.

84. Шрейнер, Р. Т. Векторная система регулирования активного выпрямителя напряжения / Р. Т. Шрейнер, А. А. Ефимов, Г. С. Зиновьев // Электротехнические системы и комплексы : межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск : МГТУ, 2001. - Вып. 6. - С. 157-162.

85. Шрейнер, Р. Т. Прогнозирующее релейно-векторное управление активным выпрямителем напряжения / Р. Т. Шрейнер, А. А. Ефимов, Г. С. Зиновьев // Электротехника. 2001. - № 12. - С. 47-52.

86. Шрейнер, Р. Т. Установившиеся режимы работы активного выпрямителя напряжения / Р. Т. Шрейнер, А. А. Ефимов, Г. С. Зиновьев // Электроприводы переменного тока : тр. 12 науч.-техн. конф. ЭППТ-01. Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2001. - С. 52-55.

87. Шрейнер, Р. Т. Электромагнитные процессы в схемах активных выпрямителей напряжения / Р. Т. Шрейнер, А. А. Ефимов, Г. С. Зиновьев// Электроприводы переменного тока: тр. междунар. 12 науч.-техн. конф., Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. С. 49 - 51.

88. Колпахчьян, П. Г. Методология комплексного моделирования и способы управления асинхронным тяговым приводом магистральных электровозов: авто-реф. дис. д-ра. техн. наук. Новочеркасск, 2006. - 36 с.

89. Баховцев, И. А. Анализ качества преобразования энергии в АИН с ШИМ / И. А. Баховцев, Г. С. Зиновьев // Силовые тиристорные преобразователи: межвуз. сб. науч. тр. Новосибирск, - 1987. - С. 3-12.

90. Брованов, С. В. Анализ электромагнитных процессов в автономной системе генерирования модуляционного типа: дис. . канд. техн. наук: 05.09.03/ С. В. Брованов; Новосиб. гос. техн. ун-т. Новосибирск: НГТУ, 1998. -308 с.

91. Trentin, A. Performance evaluation of two stage matrix converters for EMA in aircraft applications /А. Trentin, P. Zanchetta, P. Wheeler// ECCE. -2009. Energy conversion congress and exposition, 2009. P.1199 - 1204.

92. Control and Implementation of a matrix-converter-based AC ground power-supply unit for aircraft servicing /S. L. Arevalo, P. Zanchetta P. W. Wheeler et. al. // IEEE Transaction on Industrial Electronics. 2010. - Vol. 57, iss. 6. - P. 2076 - 2084.

93. Стенников, А. А. Системы генерирования электрической энергии на базе магнитоэлектрического генератора и активного выпрямителя: Дис. . канд. техн. наук: 05.09.03/ А. А. Стенников; Новосиб. гос. техн. ун-т. Новосибирск: НГТУ, 2005.-196 с.

94. Некоторые результаты разработки системы электропитания для летательного аппарата /С. А. Харитонов, Д. В. Коробков, А. С. Хлебников и др. // Техшчна Електродинамша. Темат. вип. Силова електрошка та енергоефектившсть. 2010. - Ч. 1. - С. 88-89.

95. Ratnayake, N. A nowel PWM scheme to eliminate common voltage in three-level voltage source inverter / N. Ratnayake, Y. Murai// International conference PESC, 1998. Vol.1. - P. 269 - 274.

96. Teichman, R. Evaluation of three-level rectifier for low-voltage utility applications /R. Teichman, M. Malinowski, S. Bernet // IEEE Transaction on Industrial Electronics. 2005. - Vol. 52, iss. 2. - P. 471 - 481.

97. Teichman, R. A Comparison of three-level converters versus two-level converters for low-voltage drives, traction, and unity application /R. Teichman, S. Bernet // IEEE Transaction on Industrial Applications. 2005. - Vol. 41, iss. 3. - P. 855 - 865.

98. Bruckner, T. The active NPC converter and its loss-balancing control / T. Bruckner, S. Bernet, H. Guldner // IEEE Transaction on Industrial Electronics. -2005. Vol. 52, iss. 3. - P. 855 - 868.

99. Bruckner, T. Feedforward loss control of three-level active NPC converters / T. Bruckner, S. Bernet, P. K. Steimer // IEEE Transaction on Industrial Applications. 2007. - Vol. 43, iss. 6. - P. 1588 - 1596.

100. Chen, Z. A review of the state of the art of power electronics for wind turbines / Z. Chen, J. M. Guerrero, F. Blaabjerg // IEEE Transactions on Power Electronics. 2009. - Vol. 24, iss. 8. - P. 1859 - 1875.

101. Muller, S. Double fed induction generator systems for wind turbines / S. Muller, M. Deicke, R. W. De Doncker// IEEE Industrial Applications Magazine. -2002. P. 26 - 33.

102. Blaabjerg, F. Power electronics as efficient interface in dispersed power generation systems / F. Blaabjerg, Z. Chen, S. B. Kjaer // IEEE Transactions on Power Electronics. 2004. - Vol. 19, iss. 5. - P. 1184 - 1194.

103. Chen, Z. Characteristics of induction generators and power system stability/ Z. Chen // International Conference of Electrical Machines and Systems: ICEMS, 2005. Vol. 2. - P. 919 - 924.

104. Control of DFIG-based wind generation for network support / F. M. Hughes, O. Anaya-Lara, N. Jenkins et al.// IEEE Transaction on Power Systems. -2005. Vol. 20, iss. 4. - P. 1958 - 1966.

105. Muller, S. Double fed induction generator systems for wind turbines / S. Muller, M. Deicke, R. W. De Doncker// IEEE Industrial Applications Magazine.-2002.-P. 26-33.

106. Control of DFIG-based wind generation for network support / F. M. Hughes, O. Anaya-Lara, N. Jenkins et al.// IEEE Transaction on Power Systems. -2005. Vol. 20, iss 4. - P. 1958 - 1966.

107. Плотникова, Т. В. Параллельная работа мощной ветроустановки с дизельной электростанцией / Т. В. Плотникова, Ю. Г. Шакарян // Известия РАН Сер.: Энергетика. 1997. - №3. - С. 30 - 38.

108. Вашкевич, К. П. Аэродинамические характеристики ветродвигателей ветроэлектрических установок /К. П. Вашкевич// Известия РАН Сер.: Энергетика. -1997.-№3.-С. 4-17.

109. Ботвинник, М. М. Управляемая машина переменного тока / М. М. Ботвинник, Ю. Г. Шакарян. М.: Наука, 1969. -139 с.

110. Важнов, А. И. Статическая устойчивость асинхронной машины с возбуждением в цепи ротора. /А. И. Важнов// Известия ВУЗов: Электромеханика. -1953. -№ 12.

111. Важнов, А. И. Динамическая устойчивость асинхронного генератора с возбуждением в цепи ротора /А. И. Важнов// Изв. ВУЗов: Электромеханика. 1960. -№ 11.

112. Лабунец, И. А. Исследование режимов работы автономной ветроэлектрической установки с системой генерирования «синхронный генератор преобразователь частоты» / И. А. Лабунец, Т. В. Плотникова // Известия РАН Сер.: Энергетика. -1997. - №3. - С. 39 - 51.

113. Радин, А. И. Управляемые электрические генераторы при переменной частоте вращения/ А. И. Радин, А. Е. Загорский, Ю. Г. Шакарян. М.: Энергия, 1978.-151 с.

114. Радин, А. И. Индукционные машины двойного питания в качестве автономных источников стабильной частоты/ А. И. Радин, Ю. Г. Шакарян//. Изв. ВУЗов.: Электромеханика. -1971. № 5.

115. Радин, В. И. Определение номинальных данных источника питания автономных систем электропривода с циклоконвертором /В. И. Радин и др. //. -Электротехническая промышленность. -1976. № 7 (51).

116. Радин, В. И. Особенности работы циклоконверторов в системах с автономным источником / В. И. Радин, Ю. М. Быков// Электротехника. -1975. № 5.

117. Казарян, С. А. Дву- или трехфазная конструкция ротора регулируемой машины переменного тока / С. А. Казарян, Ю. Г. Шакарян//. М.: Труды ВНИИЭ. -вып. 41.-1972.

118. Кялян, П. А. Энергетические соотношения в бесконтактной машине переменного тока, работающей с переменной скоростью вращения /П. А. Калян//. -Изв. ВУЗов СССР.: Энергетика. 1965. - № 1.

119. Шакарян, Ю. Г. Электрооборудование для мощных ветроэлектрических установок /Ю. Г. Шакарян // Энергетическое строительство. 1991. - №3. - С. 4648.

120. Плотникова, Т. В. Режимы работы сетевой ветроэлектрической установки с асинхронизированным генератором / Т. В. Плотникова, Ю. Г. Шакарян // Известия РАН Сер.: Энергетика. -1997. №3. - С. 18 - 29.

121. Информационный обзор по ветроэнергетическим установкам. (Основные направления развития, технические решения, экономическое обоснование, ведущие зарубежные фирмы, рынки сбыта.) Информэлектро. Аналитико-издат. М.: Центр ИЗАНА. -1990. - 318 с.

122. Системы электрооборудования ветроэнергетических установок за рубежом. Аналитическая справка. Информэлектро. Аналитико-издательский центр. -М.: Центр ИЗАНА. -1991. 28 с.

123. Электрооборудование для ветроэнергетики (состояние и тенденции развития). Информэлектро. Аналитико-издательский. М.: Центр ИЗАНА. - 1991. -179 с.

124. Вашкевич, К. П. Аэродинамические характеристики ветродвигателей ветроэлектрических установок /К. П. Вашкевич// Известия РАН Сер.: Энергетика. -1997.-№3.-С. 4-17.

125. Система генерирования электрической энергии переменного тока / М. М. Юхнин, С. В. Брованов, М. В. Мартинович и др. // Преобразовательная техника : межвуз. сб. науч. тр. Новосибирск, 1993. - С.37-42.

126. Kharitonov, S. A. AC power generating system based on cycloconverter /S. A. Kharitonov, S. V. Brovanov// IEEE International conference publication PEMC'94, Warsaw, Poland. -1994. V2. - P. 1292-1296.

127. Soter, S. Development of induction machines in wind power technology /S. Soter, R. Wegener.// IEMDC'07 The international conference «Electric machines and drives». 2007. - P. 1490-1495.

128. Singh, B. Solid state voltage and frequency controller for a stand alone wind power generation system /В. Singh, G. K. Kasal// IEEE Transaction on Power Electronics. 2008. - Vol. 23. - iss. 3. - P. 1170 -1177.

129. Lu, W. Multiterminal LVDC system for optimal acquisition of power in windfarm using induction generators /W. Lu, В. T. Ooi// IEEE transaction On Power Electronics. -2002. Vol. 17. - iss. 4. - P. 558 - 563.

130. Medium voltage three-level converters for the grid connection of a multi-MW wind turbine /О. S. Senturk, L. Helle, S. Munk-Nielsen et al.// In Proceeding Power Electronics and Application Conference, 2009. P. 1-8.

131. Zhang, J. A Novel stator interior permanent generator for direct-drive Wind Turbines / J. Zhang, M. Cheng, Z. Chen// In Proceeding International Conference on Electrical Machines and Systems. 2007. - P. 723 - 728.

132. Designe feature of low speed permanent magnet generator direct driven by wind turbine /W. Fengxiang, B. Jianlong, H. Qingming et al. // In Proceeding International Conference on Electrical Machines and Systems. -2005. V2. - P. 1017 -1020.

133. Modeling Strategy for Back-to-Back Three-Level Converters Applied to High-Power Wind Turbines /R. C. Portillo, M. P. Prats, J. I. Leon, et al.// IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2006. - Vol. 53. - iss. 5. - P. 1483 - 1491.

134. Winkelnkemper, M. 6 MVA five-level hybrid converter for windpower / M. Winkelnkemper, F. Wildner, P. K. Steimer // in Proceeding IEEE Power Electronics Specialist Conference, 2008 P. 4532 - 4538.

135. Experimental validation of multilevel converters for variable speed wind turbines / J. L. Villate, S. Ceballos, E. Robles et all. // Power electronics and application European conference (EPE). 2005. - P. 1 - 8.

136. Blaabjerf, F. Power electronics converters for wind turbine systems / F. Blaabjerg, M. Liserre, K. Ma// Energy conversion congress and exposition (ECCE), 2011.-P. 281-290.

137. Zhang, H. Efficiency impact of silicon carbide power electronics for wind turbine full scale frequency converter /H. Zhang, L. M. Tolbert// IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2011. - Vol. 58. - iss. 1. - P. 21 - 28.

138. Power electronics in wind turbine systems / F. Blaabjerg, Z. Chen, R. Teodorescu et all. // Power electronics and motion control conference (IPEMC), 2006. P. 1 - 11.

139. Power-electronic systems for the grid integration of renewable energy sources: A Survey / J. M. Carrasco, L. G. Franquelo, J. T. Bialasiewiez et al.// IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2006. - Vol. 53. - iss. 4. - P. 1002 - 1016.

140. Koch, H. Large scale offshore wind farms to be connected to the transmission network /H. Koch// Power systems conference and exposition. 2009. - P. 1 -4.

141. Evaluation and selection of AC transmission lay-outs for large offshore wind Farms / M. Zubiaga, G. Abad, J. A. Barrena et al. // In Proceeding power electronics and applications, EPE-09, European Conference. 2009. - P. 1 - 10.

142. Liang, X. Influence of Subsea cables on offshore power distribution systems / X. Liang, W. M. Jackson /X. Liang// IEEE Transactions on Industrial Applications. 2009. - Vol. 45. - iss. 6. - P. 2136 - 2144.

143. HVDC transmission for large offshore wind farms / N. Kirby, L. Xu, M. Luckett et al.// Power Eng. Journal. 2002. - Vol.16, iss. 3. - P. 135 - 141.

144. Control and design of DC-grids for offshore wind farms / C. Meyer, M. Höing, A. Peterson et al. // IEEE Transactions on Industrial Applications. 2007. -Vol. 43, iss. 6. - P. 1475 - 1482.

145. Yao, X. The study of VSC-HVDC transmission for offshore wind power / X. Yao, H. Sui, Z. Xing// In proceeding ICEMS. 2007. - P. 314 - 319.

146. Lei, X. Offshore wind farm with dispersed wind turbines control and HVDC grid-connected control / X. Lei, X. Da, Z. Yanchi// In proceeding ICEMS. -2008. P. 2561 - 2566.

147. Testa, A. Analysis of a VBR energy storage system for a tidal turbine generator / A. Testa, S. De Caro, T. Scimone// In proceeding «Power Electronics and Application». 2009. - P. 1 - 10.

148. Ben Elghali, S. E. Marine tidal current electric power generation technology: state of the art and current status / S. E. Ben Elghali, M. E. H. Benbouzid, J. F.

149. Charpentier// International conference on electrical machines and systems, 2007. P. 1407 -1412.

150. Ocean Power Catches a Wave. IEEE Spectrum. July 2008. - P. 1.

151. New control method of maximum power point tracking for tidal energy generation system / J. S. Choi, R. G. Jeong, J. H. Shin et al. // International conference on electrical machines and systems, 2007. P. 165 - 168.

152. Hybrid, D. Y. Offshore wind and tidal turbine energy harvesting system with independently controlled rectifiers / Y. Da, A. Khaligh // IECON 2009. 35th annual conference of the IEEE industrial electronics society. Porto: Portugal, 2009. -P. 4613-4618.

153. Vector control of frond-end converters for variable-speed wind-diesel systems /R. Cardenas, R. Pena, M. Perez et al. // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2006. - Vol. 53. - iss. 4. - P. 1127 - 1136.

154. Dynamic simulation of a hybrid wind power system using RPMSim / E. Muljadi, W. Gao, R. Carson et al. //Power Systems Conference and Exposition. -2009.-P. 1-7.

155. Lee, J. Variable-speed engine generator with supercapacitor: isolated power generation system and fuel efficiency / J. Lee, S. Lee, S. Sul// IEEE Transactions on Industry Applications. -2009. V. 45, iss. 6. - P. 2130 - 2135.

156. Крайнов, В. О. Инновационная схема автономного источника электроэнергии / В. О. Крайнов, М. В. Рябчицкий// Всеукраинская научно-техническая конференция «Электротехника, электроника и микропроцессорная техника».: Донецк. 27-28 Мая, 2009. - С. 71 - 72.

157. Kharitonov S. A. New Structure of Autonomous Power System /S. A. Khari-tonov, M. V. Riabchitsky// In proc. International Conf. on Computational Technologies in Electrical and Electronics Engineering, SIBIRCON'08. -2008. P.192-193.

158. Dynamic behavior modeling and verification of advanced electrical-generator set concept / J. Leuchter, P. Bauer, V. Rerucha et al. // IEEE Transaction on Industrial Electronics. 2009. - Vol. 56, iss. 1. - P. 266 - 279.

159. Modeling and experimental verification of EGS to achieve higher efficiency / J. Leuchter , P. Bauer, S. J. Finney et al. // IECON 2009. 35th annual conference of the IEEE industrial electronics society. -Porto: Portugal, 2009. P. 4019 -4022.

160. Steimer, P. K. Enabled by high power electronics energy efficiency, renewable and smart grids / P. K. Steimer // Power electronics conference (IPEC). -2010.-P. 11-15.

161. A power electronics conversion topology for regenerative fuel cell systems /Р. G. Marambeas, S. Papathanassiu, S. N. Manias et al. // Power electronics specialists conference (PESC). -2008. P. 216 - 222.

162. Smith, F. P. Sustainability at the cutting edge /Р. F. Smith// UK: Architectural press. ISBN-13: 978-0-7506-8300-5; ISBN-10: 0-7506-8300-7. - 2007. - 180 P

163. Режим доступа http://ctoday.ru/articlefuture/63/

164. Interfacing renewable energy sources to the utility grid using a three-level inverter / S. Alepuz, S. Busquet-Monge, J. Bordonau et al. // IEEE Transaction on Industrial Electronics. -2006. Vol. 53. - iss. 5. - P. 1504 - 1511.

165. Лукутии, Б. В. Формирование энергоэффективных режимов дизельной электростанции инверторного типа / Б. В. Лукутин и др. . // Известия вузов. Электромеханика. 2009. - N 6. - С. 80-82.

166. Зиновьев, Г. С. «Улучшение электромагнитной совместимости выпрямителей трехфазного тока и питающей сетью» /Г. С. Зиновьев// Электрическое питание. 2001. - С. 19 - 22.

167. Kolar, J. W. Status of the techniques of three-phase rectifier systems with low effects on the mains /J. W. Kolar, H. Ertl // 21-st Telecommunication energy conference (INTELEC), June 6-9, Copenhagen, Denmark. 1999. - P. 1 - 16.

168. Singh, В. A review of three-phase improved power quality AC-DC converters/ B. Singh, B. N. Singh, A. Chandra//IEEE Transaction on Industrial Electronics. 2004. - Vol. 51, iss. 3. - P. 641 - 660.

169. A novel PWM method of three-level rectifier for controlling input-current harmonics at lower switching frequencies/ N. Hoshi, Т. Tanaka, T. Kubota et al. // Proceeding of IEEE industry applications society annual meeting. 2001. - P. 611 -618.

170. Oguchi, K. A multilevel-voltage source rectifier with a three-phase diode bridge circuit as a main power circuit / K. Oguchi, Y. Maki // IEEE Transaction on Industrial Applications. -1994. Vol. 30, iss. 2. - P. 413 - 422.

171. Marafao, J. A. G. Improved three-phase high-quality rectifier with line-commutated switches / J. A. G. Marafao, J. A. Pomilio, G. Spiazzi // IEEE Transaction on Power Electronics. -2004. Vol. 19, iss. 3. - P. 640 - 648.

172. Kolar, J. W. A novel three-phase utility interface minimizing line current harmonics of high-power telecommunications rectifier modules / J. W. Kolar, F. C. Zach // IEEE Transaction on Industrial Electronics. 1997. - Vol. 44, iss. 4. - P. 456 -467.

173. Switching loss analysis of modulation methods used in neutral point clamped converters /D. Andler, S. Kouro, M. Perez et al.// IEEE Energy conversion congress and exposition. 2009. - P. 2565 - 2571.

174. Yuan, X. A. Common-mode voltage mitigation method based on universal pwm algorithm for neutral point clamped converter /X. Yuan, Y. Li// applied power electronics conference and exposition. 2009. - P. 1793 - 1797.

175. Rodriguez, J. multilevel inverter: a survey of topologies, controls, and applications / J. Rodriguez, J. Lai, F. Peng// IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2002. - Vol. 49, iss. 4. - P.724 - 738.

176. Брованов, С. В. Статические преобразователи электрической энергии на основе многоуровневых инверторов напряжения и выпрямителей с корректорами входного тока /С. В. Брованов, С. А. Харитонов// Научный вестник НГТУ. 2004. - №2(17). - С. 119 - 130.

177. Novel control method for single-phase slow switching multilevel rectifiers /К. Oguchi, T. Tanaka, N. Hoshi et al. // Industry application conference. 2002. -Vol.3. - P. 1966-1973.

178. Брованов. С. В. Трехфазный трехуровневый выпрямитель и его свойства /С. В. Брованов, С. А. Харитонов// Техшчна Електродинамжа. Темат. вип. Силова електрошка та енергоефектившсть. 2005. - Ч.З. - С. 12-15.

179. Калашников, Б. Е. Системы управления автономными инверторами /Б. Е. Калашников, С. О. Кривицкий, И. И. Эпштейн. М.: Энергия, 1974. - 104 с.

180. Баховцев, И. А. Разработка энергооптимальных способов управления автономными инверторами напряжения и их микропроцессорная реализация: дис. канд. техн. наук. /И. А. Баховцев: 05. 09. 03; Новосиб. гос. техн. ун-т. -Новосибирск: НГТУ, 1998. 302 с.

181. Обухов, С. Г. Широтно-импульсная модуляция в трехфазных инверторах напряжения / С. Г. Обухов, Е. Е. Чаплыгин, Д. Е. Кондратьев // Электричество. 2008. - № 7. - С. 23-31.

182. Изосимов, Д. Б. Симплексные алгоритмы управления трёхфазным автономным инвертором напряжения с ШИМ / Д. Б. Изосимов, С. Е. Рыбкин, С. В. Шевцов // Электротехника. 1993. - №12. С. 14-20.

183. Зиновьев, Г. С. Прямые методы расчета энергетических показателей вентильных преобразователей /Г. С. Зиновьев . Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1990. -220 с.

184. Шрейнер, Р. Т. Математическое описание и алгоритмы ШИМ активных выпрямителей тока // Электротехника. 2000. №10. - С. 42 - 90.

185. Wang, F. Sine-triagle versus space-vector modulation for three-level pwm voltage-source inverters /F. Wang// IEEE Transaction on Industrial Applications. -2002. -Vol. 38, iss. 2. P. 500 - 506.

186. Zhou, K. Relationship between space-vector modulation and three-phase carrier-based pwm: a comprehensive analysis / K. Zhou, D. Wang // IEEE Transaction on Industrial Electronics. 2002. - Vol. 49, iss. 1. - P. 186 - 196.

187. Bowes, S. R. The relationship between space-vector modulation and regular-sampled PWM / S. R. Bowes, Yen-Shin Lai // IEEE Transaction on Industrial Electronics. 1997. - Vol. 44, iss. 5. - P. 670 - 679.

188. Баховцев, И. А. Интегральные характеристики выходного напряжения трехфазного АИН с векторной ШИМ /И. А. Баховцев// Техшчна Електродинамжа. Темат. вип. Силова електрошка та енергоефективнють. -2008.-Ч. 6.-С. 88-91.

189. An efficient SVPWM algoritm with low computational overhead for thre-phase inverters / Z. Shu, J. Tang, Y. Guo et al. // IEEE Transaction on Power Electronics. 2007. - Vol. 22, iss. 5. - P. 1797 - 1805.

190. Alonso, О. A generalized methodology calculate switching times and régions in SVPWM modulation of multilevel converters / O. Alonso, L. Marroyo, P. Sanchis // In Proceeding EPE. Graz. - 2001. - P.l-8.

191. Зиновьев, Г. С. Основы силовой электроники /Г. С. Зиновьев. 4-е изд., испр. и доп. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009. - 672 с.

192. Зиновьев, Г. С. Основы преобразовательной техники: учебное пособие /Г. С. Зиновьев. Новосибирск: НЭТИ, 1981. - 116 с.

193. Зиновьев, Г. С. Системный анализ выпрямителей с широтно-импульсным регулированием /Г. С. Зиновьев// Преобразовательная техника : межвуз. сб. науч. тр. Новосибирск, 1983. - С. 23-40.

194. Автоматизированное проектирование силовых электронных схем /В. Я. Жуйков, В. Е. Сучик, П. А. Андриенко и др.. К.: Техшка, 1988. - 168 с.

195. Тонкаль, В. Е. Вентильные преобразователи переменной структуры /В. Е. Тонкаль, В. С. Руденко, Жуйков В. Я.//. К.: Наук, думка, 1989. - 336 с.

196. Голембиовский, Ю. М. Тензорно-топологический синтез вентильных преобразователей и преобразовательных сетей: дис. . д-ра техн. наук / Ю. М. Голембиовский: Саратов, гос. техн. ун-т. Саратов, 2000. - 495 с.

197. Chen, Y. РМ wind generator topologies /Y. Chen, P. Pillay, A. Khan// IEEE Transaction on Industry Application. 2005. - Vol. 41, iss. 6. - P. 1619 - 1626.

198. Папалекси, H. Д. О процессах в цепи переменного тока, содержащей электрический вентиль /Н. Д. Папалекси// Сб. трудов. Под ред. Проф. С. М. Рытова. М.: Изд-во АН СССР, 1984. - С. 52-68.

199. Каганов, И. JI. Электронные и ионные преобразователи /И. JI. Каганов. -М.: Госэнергоиздат, 1956. -Ч 3. 528 с.

200. Булгаков, А. А. К расчету переходных процессов в цепях с управляемыми выпрямителями /А. А. Булгаков // Электричество. -1953. №4. - С. 29-34.

201. Булгаков, А. А. Основы динамики управляемых вентильных систем /А. А. Булгаков. М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 220 с.

202. Глинтерник, С. Р. Электромагнитные процессы и режимы мощных преобразователей /С. Р. Глинтерник. Л.: Наука, 1968. - 308 с.

203. Лабунцов, В. А. Автономные тиристорные инверторы /В. А. Лабунцов. -М.: Энергия, 1967. 160 с.

204. Цыпкин, Я. 3. Теория импульсных систем /Я. 3. Цыпкин//.- М.: Физмат-гиз, 1958.-724 с.

205. Нейман, Л. Р. Метод расчета переходных процессов в цепях, содержащих вентильные преобразователи, индуктивности и э.д.с. /Л. Р. Нейман, А. В. Пос-се, М. А. Слоним// Электричество. -1966. № 12. - С. 7-12.

206. Толстов, Ю. Г. Анализ переходных процессов в трехфазных инверторах тока / Толстов Ю. Г., Придатков А. Г. // Силовая полупроводниковая техника. -Вып. XI. М.: Информстандартэлектро, 1968. - С. 3-8.

207. Шипилло, В. П. Исследование процессов в замкнутых вентильных системах методом Z-преобразования /В. П. Шипилло// Электричество. 1969. - №11. -С. 63-67.

208. Поздеев, А. Д. Анализ устойчивости структур вентильного электропривода в режиме прерывистого тока /А. Д. Поздеев, А. Г. Иванов// Изв. Вузов. Электромеханика. -1975. №5. - С. 506-518.

209. Поссе, А. В. Обоснование замены выпрямителя эквивалентным генератором для расчета переходных процессов /А. В. Поссе// Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. -1965. №4. - С. 19-34.

210. Иванов, Л. Л. Начало аналитической теории разрывных функций и расчет нелинейных электрических цепей /Л. Л. Иванов// Электричество. 1960. - №9. -С. 23-29.

211. Беркович, Е. И. Анализ электромагнитных процессов в инверторных схемах с помощью разрывных функций /Е. И. Беркович// Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. -1971. Вып. 7. - С. 6-10.

212. Беркович, Е. И. Тиристорные преобразователи высокой частоты /Е. И. Беркович, Г. В. Ивенский. Л.: Энергия, 1973. - 200 с.

213. Ивенский, Г. В. Методика исследования переходных процессов в однофазных автономных инверторах / Г. В. Ивенский, Ким Ен. Дар. // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. -1974. №5. - С. 145-150.

214. Руденко, В. С. Анализ электромагнитных процессов в статических преобразователях методом эквивалентного источника /В. С. Руденко, В. И. Сенько, В. Я. Жуйков// В сб.: Проблемы технической электродинамики. Киев: Наукова думка, 1973.-Вып. 41.-С. 10-14.

215. Грабовецкий, Г. В. Применение переключающих функций для анализа электромагнитных процессов в силовых цепях вентильных преобразователей частоты /Г. В. Грабовецкий// Электричество. -1973. №6. - С. 42-46.

216. Мерабишвили, П. Ф. Нестационарные электромагнитные процессы в системах с вентилями /П. Ф. Мерабишвили, Е. М. Ярошенко// Кишинев: Штинни-ца, 1973.-С. 97-108.

217. Дыбко, М. А. Анализ энергетических показателей четырехуровневого инвертора напряжения /М. А. Дыбко, С. В. Брованов// Техшчна Електродинамша. Темат. вип. Проблеми сучасно!" електротехшки. 2010. - 4.1. - С. 23 -29.

218. Space voltage vector based new pwm method for large capacity three-level GTO inverter /М. Koyama, T. Fujji, R. Uchida et. al. // In Proceeding IEEE IECON'92. -1992. P. 271-276.

219. Дмитриков, В. Ф. Теория и методы анализа преобразователей частоты и ключевых генераторов /В. Е. Тонкаль, Э. Н. Гречко, М. Я. Островский. -Киев: Наукова думка. 1988. - 312 с.

220. Дмитриков, В. Ф. Влияние падения напряжения на транзисторах и диодах на спектральный состав ключевых генераторов с улучшенной формой выходного напряжения /В. Ф. Дмитриков// Техшчна Електродинамжа. Темат. вип. 1981. - №3. - С. 34.

221. Берестов, В. М. Синусоидальная ШИМ в четырехуровневом инверторе напряжения / В. М. Берестов, С. А. Харитонов// Техшчна Електродинамша. Темат. вип. Силова електрошка та енергоефектившсть. Ки-Тв. -2003.-4.2. -С. 50-65.

222. Брованов, С. В. Теоретический и практический аспекты реализации векторной ШИМ в трехфазном трехуровневом выпрямителе /С. В. Брованов, С. А. Харитонов, А. Н. Колесников// Техшчна Електродинамжа. Темат. вип. Ки-Гв.-Ч. 3.-2007. -С. 76-79.

223. Брованов, С. В. Комбинации состояний ключей и анализ электромагнитных процессов в многоуровневых преобразователях /С. В. Брованов// Электротехника. 2009. - №6. - С. 20-27.

224. Брованов, С. В. Расчет энергетических показателей качества преобразования энергии в трехфазных многоуровневых полупроводниковых преобразователях /С. В. Брованов// Техшчна Електродинамжа. Темат. вип. Кшв. -Ч. 4. - 2009. - С. 104-107.

225. Трещев, И. И. Электромеханические процессы в машинах переменного тока/И. И. Трещев. Л.: Энергия, 1980. - 344 с.

226. Ковач, К. П. Переходные процессы в машинах переменного тока / К.П. Ковач, И. Рац. М. - Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 744 с.

227. Вольдек, А. И. Электрические машины. Машины переменного тока: Учебник для вузов /А. И. Вольдек, В. В. Попов. СПб.: Питер, 2007. - 350 с.

228. Харитонов, С. А. Однофазный трехуровневый выпрямитель с улучшенным гармоническим спектром входного тока /С. А. Харитонов, С. В. Брованов// Электротехника. 2006. - №10. - С. 27-33.

229. A novel control method for single-phase slow switching multilevel rectifiers /К. Oguchi, T. Tanaka, N. Hoshi et al. // Industry Applications Conference, IAS. -2002. -V.3. P. 1966-1973.

230. Brovanov, S. A reduction of the AC line current harmonics in a multilevel-voltage source rectifier /S. Brovanov, S. Kharitonov// Proceedings of the 7-th Korea-Russia International Symposium, KORUS Science and Technology. - 2003. - P. 479483.

231. Ortmann, M. S. Concept for high efficiency single-phase three-level pwm rectifiers /М. S. Ortmann, S. A. Mussa, M. L Heldwein// Energy conversion congress and exposition. 2009. - P. 3768-3775.

232. Lin, B-R. A new control scheme for single-phase pwm multilevel rectifier with power-factor correction /В-R. Lin, H-H. Lu// IEEE Transaction on Industry Electronics. 1999. - Vol. 46, iss. 4. - P. 820 - 829.

233. Чаплыгин, E. E. Спектральные модели автономных инверторов напряжения с широтно-импульсной модуляцией /Е. Е. Чаплыгин, Д. В. Малышев // Электричество. №8. - 1999.

234. A new SVPWM method for single-phase three-level NPC inverter and the control method of neutral point voltage balance /Z. Zhi, X. Yun-Xiang, H. Wei-Ping et. al.// Electrical machines and systems, ICEMS, international conference. 2009. - P. 1-4.

235. New neutral-point voltage control for single-phase three-level NPC converters /S. Cobreces, E. J. Bueno, F. J. Rodriguez et al.// IEEE power electronics specialists conference, PESC'06. 2006. - P. 1-6.

236. Exact Linearization Nonlinear Neutral-Point Voltage Control for Single-Phase Three-Level NPC Converters /S. Cobreces, J. Bordonau, J. Salaet et al.// IEEE Transactions on Power Electronics. 2009. - Vol. 24, iss. 10. - P. 2357 - 2362.

237. Брованов, С. В. Реализация векторной ШИМ в трехфазном трехуровневом выпрямителе /С. В. Брованов, С. А. Харитонов// Электротехника. 2008. -№6. -С. 33-38.

238. Mehl, E. L. M. An Improved High-Power Factor and Low-Cost Three-Phase Rectifier /Е. L. M. Mehl, I. Barbi// IEEE Transaction on Industry Applications. 1997. -Vol. 33,iss. 2.-P. 485-492.

239. Marafao, J. A. G. Improved three-phase high-quality rectifier with line-commutated switches / J. A. G. Marafao, J. A. Pomilio, G. S. Spiazzi// IEEE Transactions on Power Electronics. 2004. - Vol. 19, iss. 3. - P.640 - 648.

240. Брованов, С. В. Выпрямитель с улучшенными энергетическими показателями /С. В. Брованов// Техшчна Електродинамиса. Темат. вип. 2008. - 4.7. - С. 66-69.

241. Пат. 2295823 Российская Федерация, МПК 7 Н02М7/162 Способ управления двунаправленными ключами в трехфазном трехуровневом выпрямителе /С. В. Брованов, С. А. Харитонов; заявл. 26.07.2005; опубл. 20.03.2007, Бюл. № 8.

242. A novel control strategy for three-phase rectifier with high power factor /Н.-Н. Lee, S. Brovanov, V.-T. Phan et al.// 32nd annual conference of the ieee industrial electronics society, Paris, France, November 7-10. 2006. - P. 2255 - 2261.

243. A novel control strategy for a three-phase rectifier with high power factor and stable output voltage /Н.-Н. Lee, V.-T. Phan, S. Brovanov et al.// Journal of power electronics. July 2007. - Vol. 7. - N.3. - P.203-212.

244. Бронштейн, И. H. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев М.: Наука, 1986. - 544 с.

245. Suh, J-H. A New Simplified Space-Vector PWM Method for Three-Level Inverters /J-Н. Suh, C-H. Choi, D-S. Hyun// applied power electronics conference and exposition. -1999. Vol. 1. - P. 515-520.

246. Брованов, С. В. Особенности электромагнитных процессов в трехфазном трехуровневом выпрямителе /С. В. Брованов// Электротехника. 2008. - №6. - С. 39-48.

247. Pou, J. voltage-balance limits in four-level diode-clamped converters with front ends /J. Pou, R. Pindado, D. Boroyevich// IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2005. - Vol. 52, iss. 1. - P. 190 -196.

248. Брованов, С. В. Устройство коррекции формы входного тока трехфазного выпрямителя /С. В. Брованов, В. Ю. Крутский// Автоматизированные электромеханические системы: Межвуз. Сб. научн. трудов. Новосибирск: НГТУ. -2001. - С. 23-25.

249. Преобразователи частоты для мощных ветроэнергетических установок с переменной скоростью вращения ветровой турбины /С. А. Харитонов, Г. В. Грабовецкий, С. В. Брованов и др.// Техшчна Електродинамжа. Темат. вип. -2001.-С. 7-12.

250. Kharitonov, S. A wavelet method for signal analyses of the power electronics circuits/S. Kharitonov, S. Brovanov// Proceedings of the 7-th Korea-Russia International Symposium, KORUS. -2003. Vol. 2. - P.129-131.

251. Зиновьев, Г. С. Определение полной мощности и ее составляющих в многофазной цепи методом интегральных квадратичных оценок /Г. С. Зиновьев// Тиристорные преобразователи частоты: Межвуз. сб. научн. трудов. Новосибирск: НЭТИ. - 1981. - С. 3 -28.

252. Yu, Y-J. Analysis of modulation pattern and losses in inverter for PMSM drive /Y-J. Yu, F. Chai, S-K. Cheng// vehicle power and propulsion conference, IEEE. 2008. - P.l^.

253. Справочник по расчету режимов работы конденсаторов, / О. Л. Мезе-нин, M. Н. Гураевский, В. В. Конотоп и др. К.: Техшка, 1987. - 168 с.

254. Паластин, Л. М. Синхронные машины автономных источников питания/Л. М. Паластин. М.: Энергия, 1980. - 384 с.

255. Иванов-Смоленский, А. В. Электрические машины: Учебник для ВУЗов /А. В. Иванов-Смоленский. М.: Энергия, 1980. - 928 с.

256. Балагуров, В. АЭлектрические машины с постоянными магнитами / В. А. Балагуров, Ф. Ф. Галтеев, А. Н. Ларионов. М.-Л.: Энергия, 1964. - 480 с.

257. Балагуров, В. А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока: Учеб. пособие для студентов вузов /В. А. Балагуров. М.: Высш. школа, 1982. - 272 с.

258. Бертинов, А. И. Авиационные явнопотосные синхронные генераторы. Методика расчета / А. И. Бертинов, М. С. Радько. М.: МАИ им. С. Орджоникидзе, 1968. - 76 с.

259. Брауде, Ю. Н. Дополнительные потери в синхронном генераторе при работе на выпрямительную нагрузку /Ю. Н. Брауде// Электротехническая промышленность. Сер. Электрические машины. -1971. № 7. - С. 21-23.

260. Лутидзе, Ш. И. Введение в динамику синхронных машин и машинно-полупроводниковых систем / Ш. И. Лутидзе, Г. В. Михневич, В. А. Тафт. М.: Наука, 1973.-338 с.

261. Лютер, Р. А. Расчет синхронных машин / Р. А. Лютер. Л.: Энергия, 1979.-272 с.

262. Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания /А. Н. Горский, Ю. С. Русин, Н. Р. Иванов и др. М.: Радио и связь, 1988. -176 С.

263. Брованов, С. В. Обеспечение энергоэффективного режима работы авиационной системы электроснабжения /С. В. Брованов, С. А. Харитонов, М. А. Дыб-ко// Транспорт: наука, техника, управление. Научн. Инф. сборник ВИНИТИ. Москва. - 2010, №8. - С. 25 - 28.

264. Харитонов, С. А. Система «синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов активный выпрямитель» (Математическая модель). -Электротехника. - 2009, №12. - С. 33 - 41.

265. Lee, D. H. An analysis of midpoint balance for the neutral-point-clamped three-level VSI /D. H. Lee, S. R. Lee, F. C. Lee// Proceeding PESC. 1998. - V.l. - C. 193 - 199.

266. Pou, J. Limits of the neutral-point balance in back-to-back-connected three-level converter /J. Pou, R. Pindado, D. Boroyevich// IEEE Transaction on Power Electronics. 2004. - Vol. 19, iss. 3. - P. 722 - 731.

267. Брованов, С. В. Методика расчета энергетических показателей качества преобразования энергии в трехуровневом инверторе напряжения /С. В. Брованов// Научный вестник НГТУ. 2009. - №3(36). - С. 131 -142.

268. Дыбко, М. А. Расчет потерь в трехуровневом инверторе напряжения с четвертой стойкой /М. А. Дыбко, С. С. Турнаев, С. В. Брованов// Вестник кафедры «Электротехника»: Донецкий национальный технический университет. 2009, С. 37-40.

269. Брованов, С. В. Учет влияния величины индуктивности входного дросселя на характеристики трехфазного трехуровневого выпрямителя /С. В. Брованов// Техшчна Електродинамша. Темат. вип. Силова електрошка та енергоефектившсть. 2006, Ч.З. - С. 76-79.

270. Брованов, С. В. Алгоритм управления многоуровневым выпрямителем / С. В. Брованов// Труды международной 14-й научно-технической конференции «Электроприводы переменного тока». Екатеринбург. - 2007. - С. 27- 30.

271. Brovanov, S. Space vector pwm technique for three-level neutral point clamped converters with taking into account DC-voltage unbalance /S. Brovanov, M.

272. Pacas// SIBIRCON 2008. IEEE, Region 8 international conference on computational technologies in electrical and electronics engineering. Novosibirsk, 2008. - P. 200-205.

273. ГОСТ Р 54073-2010 Системы электроснабжения самолетов и вертолетов. Общие требования и нормы качества электроэнергии. М.: Изд-во стандартов, 2011. - 34 с.

274. Kim, J-H. A carrier-based PWM method for three-phase four-leg voltage source converters /J-Н. Kim, S-K. Sul// IEEE Transaction on Power Electronics. -2004. Vol. 19, iss. 1. - P. 66-75.

275. Zhou, D. A self-balancing space vector switching modulator for three-level motor drives /D. Zhou// IEEE Transaction on Power Electronics. 2002. - Vol. 17, iss. 6.-P. 1024-1031.

276. Brucknet, T. Feedforward loss control of three-level active NPC converters /Т. Brucknet, S. Bernet, P. K. Steimer// IEEE Transaction on Industry Applications. 2007. - Vol. 43, iss. 6. - P. 1588-1596.

277. Tomta, G. Analytical equations for three level NPC converters / G. Tomta, R. Nilsen // 9th European conference on power electronics and applications, EPE 2001, Preprint. P. 1 - 7.

278. Analysis and comparison of conduction losses in neutral-point-clamped three-level inverter with PWM control / Wang Q., Chen Q., Jiang W. et al. // Proceeding of international conference on electrical machines and systems. 2007. - P. 143-148.

279. А.С. 1460761 СССР, МПК 4 Н02М7/12 Способ управления выпрямителем с емкостным фильтром /В. В. Иванцов, С. Г. Лажинцев, С. В. Брованов; заявл. 04.01.1987; опубл. 23.02.1989, Бюл. № 7.

280. Пат. 2012983 Российская Федерация, МПК 7 Н02М1/08, Н02Н7/10. Устройство обнаружения неисправности системы управления вентилями /С. В. Брованов, В. Ф. Лучкин; заявл. 01.07.1991; опубл. 15.05.1994, Бюл. № 9.

281. Moir, I. Aircraft systems mechanical, electrical, and avionics subsystems integration /I. Moir, Allan Seabridge. 2008. - John Wiley & Sons, Ltd. ISBN: 978-0-470-05996-8.-P. 504.

282. Режим доступа http://ru.wikipedia.org

283. Харитонов, С. А. Электромагнитные процессы в системах генерирования электрической энергии для автономных объектов: монография /С. А. Харитонов. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. - 536 с.

284. Kim, H-J. A new PWM strategy for common-mode voltage reduction in neutral-point-clamped inverter-fed AC motor drives/H-J. Kim, H-D Lee, S-K. Sul// IEEE Transaction on Industry Applications. 2001. - Vol. 37, iss. 6. - P. 1840-1845.

285. Recent advances and industrial applications of multilevel of multilevel converters /S. Kouro, M. Malonowski, K. Gopakumar et all.// IEEE Transaction on Industry Electronics. 2010. - Vol. 57, iss. 8. - P. 2553-2580.

286. Itoh, J. Evaluation of power density of a reduced switch count five-level three-phase PWM rectifier for aircraft applications/J. Itoh, Y. Node// Integrated Power Elecron-ics Systems 6th International Conference. - 2010. - P. 1-6.

287. Voltage balancing control of diode-clamped multilevel converters with passive gront-ends / S. Busquets-Monge, S. Alepuz, J. Bordonau et all. // IEEE Transaction on Power Electronics. 2008. - Vol. 23, iss. 4. - P. 1751-1758.

288. Araujo, S. V. Highly efficient single-phase transformerless inverter for grid-connected photovoltaic systems /S. V. Araujo, P. Zacharias, R. Mallwitz// IEEE Transaction on Industry Electronics. 2010. - Vol. 57, iss. 9. - P. 3118-3128.

289. Simple unified approach to develop a time-domain modulation strategy for single-phase multilevel converters /J. J. Leon, R. Portillo, S. Vazquez et all.// IEEE Transaction on Industry Electronics. 2008. - Vol. 55, iss. 9. - P. 3239-3248.

290. Cecati, C. A multilevel inverter for photovoltaic systems with fuzzy logic control /С. Cecati, F. Ciancetta, P. Siano// IEEE Transaction on Industry Electronics. 2010. - Vol. 57, iss. 12. - P. 4115-4125.

291. Рыбкин, С. E. Скользящие режимы в задачах управления автоматизированным синхронным электроприводом /С. Е. Рыбкин; Ин-т проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. М.: Наука, 2009. - 237 с.

292. Direct Power and Torque Control for Three-level NPC Based PWM ac/dc/ac Converter / Y. Zhang, Zhao Z., Lu T. et all. // Proceeding of power electronics and motion control conference, 2009. P. 1780-1784.

293. Phase synchronization and measurement digital systems of AC mains for power converters / F. Mur, V. Cardenas, J. Vaquero et all. // Proceeding of CIEP, 1998. P. 188-194.

294. Weidenbrug, R. new synchronization method for thyristor power converters to weak AC-systems /R. Weidenbrug, F. D. Dawson, R. Bonert / IEEE Transaction on Industrial Electronics. 1993. - Vol. 40, iss. 5. - P. 505 - 511.

295. Chung, S.-K. Phase-locked loop for grid-connected three-phase power conversion systems/ Chung S.-K. // IEE Proceeding on electronic power applications. 2000. - Vol. 147, iss. 3. - PP. 213 - 219.

296. Yazdani, D. Grid synchronization techniques for converter interfaced generation systems / D. Yazdani, A. Bakhshai, P. K. Jain// Energy conversion congress and exposition. 2009. - P. 2007 - 2014.