автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Повышение энергетической и технологической эффективности комплексов с вентильными преобразователями

ргб оа

-2 (ТН

На правах рукописи Лохов Сергей Прокопьевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЛЕКСОВ С ВЕНТЕЛЕЕЫШ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

Специальность С5.09.03 - "Электротехнические комплексы и системы, включая ш управление и регулирование"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Челябинск 2000

Работа выполнена в Юкно-Уральском государственном университете на кафедре "Электропривод и автоматизация 'промустановок" (ЭПА).

Официальное оппоненты:

доктор технических наук, профессор Казаринов I.e.,

доктор технических наук, профессор Бутырш H.A.,

доктор технических наук, профессор .Изаков Ф.Я.

Ведущее предприятие ОАО "Ыечвл-ЧКЗ".

Защита состоится 31 Wя 2000 г., в 10 чзсое, на заседании диссертационного совета Д.053.13.07 при Юино-Уральском государственном университете по адресу: 454080, г.Челябинск, пр.В.Й.Ленина, 76.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВУрГУ. Автореферат разослав апреля 2000-г.

Ученый секретарь диссертационого совета Д.035.13.07

д.т.н., профессор (^¿Е^рАч^ Свд°Р0Е а,и-

•ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЖДОВАБЕй. Широкое внедрение мощных полупроводниковых преобразователей сделало актуальным вопрос повышения их энергетической эффективности. В диссертации рассматриваются способы повышения эффективности больших групп преобразователей переменного напряжения для электропечей сопротивления, где это повышение достигается только изменением законов управления и регулирования ими без разработки схем сплонсй электроники, которые являются предельно простыми (тиристорш« ключи в цепях активных нагрузок). В подобных преобразователях самой эффективной является известная импульсная модуляция на низкой частоте (ЙМ-Ш), когда тиристора включаются с нулевыми углами задержек, без потребления реактивной мощности и без радиопомех. Результаты диссертации применимы и к выпрямителям.

Для теоретического обоснования законов управления требуется решение задачи сценки энергетической эффективности обобщенных нелинейных нагрузок в промышленных сетях. Эта задача является частью широкой проблемы электромагнитной совместимости произвольных злектроприемников в системах управления и регулирования. Сформировались даяэ яанравления решения этой важной задачи, которые иногда объединяют общим вопросом создания "теории,реактивной мощности нелинейного элемента" и компенсации этой мощности.

Основной функцией преобразователя является обеспечение технологического процесса энергией нужного качества, а задача повышения его энергетической эффективности является побо-шой. Поэтому проблемы повышения энергетической и технологической эффективностей приходиться решать одновременно. Рассматриваемый комплекс с точки зрения задач управления становится многосвязным. Только одновременный учет всех ограничений позволяет найти решения, близкие х оптимальным.

В данной диссертации объектом управления являются комплексы с преобразователями переменного напряжения, преимущественно для злектронагрева, и частично Ешгрямители для электропривода. Эти разные •объекты исследований_ объединены одинаковыми общими закомерностями ухудшения энергетических показателей при регулировании напряжения нагрузки , а такжэ принятым в диссертации путем

повышения этих показателей за счет явного иди неявного эффекта параллельной работа злектрощжемннков от одной сети электропитания,' когда удается процесс взаимокошенсации сделать управляемым.

Нагреватели печей сопротивления часто включают через печной трансформатор, поэтому без решения побочной проблемы включения трансформатора тиристорами на первичной стороне широкое внедрение ИМ-НЧ регулирования электропечей оказалось бы невозможным.

В работе обобщены итоги 30-летней деятельности автора по вышеуказанным проблемам в качестве ответственного исполнителя и руководителя хоздоговорных работ, проводимых Окно-Уральским государственным университетом по комплексному плану КНП-2СЮ0 по приказу йинвуза СССР 485, а также ряда НИР, ОКР и договоров о содружестве с головным институтом ВНИИЗТО (г. Москва), объединением "Уралэлектротяжмаш" (г. Екатеринбург), ЗЛО "Преобразователь" (г. Запорожье), ОАО "Мечел-ЧМЗ" (г. Челябинск), Опытным заводом НИИ з-да "Электрознпрямитель" (г. Саранск), заводами "Кристалл" и "Радиокерамика" (г. Ю.Уральск) и другими.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Повышение энергетической и' технологической эффективности комплексов с вентильными преобразователями (в частности, с группами преобразователей переменного напряжения с Ш-Ш для электропечей сопротивления) как за счет разработки законов оптимального управления этими преобразователями по нескольким координатам, так и за счет разработки теоретических основ распределения ответственности за неоптимальное энергопотребление этими преобразователями.

ЕЕЕЯ РАБОТЫ заключается в использовании предельно упрощенных моделей электротехнических комплексов с управляемыми вентильными преобразователями и их нагрузками для достижения поставленной цели. Под предельно упрощенной понимается такая модель, дальнейшее, упрощение которой исследователь считает невозможным с точки зрения решаемой задачи. ' « •

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Оценку энергетической эффективности предлагаемых закрнов управления объектами энергопотребления предлагается проводить на основе анализа тепловых процессов в предельно упрощенной модели трансформатора электропитания всех электроприемвиков, решая задачи

как максимально возможного использования этого трансформатора (включая срок ©го службы) при одних ограничениях, так и минимизации потерь энергии в нем при других ограничениях, но всегда при произвольных формах электрических сигналов (напряжения и токи). Это обосновывает предлагаемые разложения электрических сигналов электроприемника на энергетические составляющие (активная и т.д.), объективно определяет необходимые интегральные понятия (полная мощность, коэффициент мощности и т.д.), устанавливает связь квадрата полней мощности с нагревом трансформатора.

2. Распределение ответственности за энергетически неэффективное энергопотребление (за квадрат суммарной полной мощности) между злектроприемниками предлагается представить в Еиде суммы (баланса) функциональных преобразований сигналов сети питания и сигналов каждого электроприемника (элемента произвольной нелинейной цепи), получая при этом дальнейшие разложения сигналов на энергетические составляющие, каждая их которых объективно связана с тепловыми процессами в общем трансформаторе питания.

3. Определение технологической эффективности преобразователей переменного напряжения для электропечей сопротивления предлагается производить по размаху колебаний температуры предельно упрощенной модели печи сопротивления, что позволяет разработать новые законы ЙМ-НЧ модуляции, повышающие до предела этот показатель, и пересмотреть установившиеся взгляда на дискретность Ш-НЧ регулирования при этом.

. 4. Повышение энергетической эффективности, комплекса вентильных преобразователей с их нагрузками.и произвольных электроприемников достигается за счет эффекта взаимокомпенсации найденных энергетических составляющих при явной или. неявной параллельной работе электроприемников. Для максимального использования этого эффекта в законах управления преобразователями по нескольким координатам изучены закономерности качественного и количественного изменения этих составляющих при регулировании в указанном классе преобразователей.

о. Принципы построения систем управления обобщенными вентильными преобравателями и Ш-НЧ преобразователями для электропечных

комплексов, повышающие иг энергетическую и технологическую эффективность.

6. Решения возникаодих при внедрения практических вопросов, связанных с динамической устойчивостью комплексов с ИМ-НЧ преобразователями, с включением нагрузок этих преобразователей через печные трансформаторы, с устранением потока вынужденного подмагничлвания преобразовательного трансформатора выпрямителя с нулевыми вентилями (это пример- неявной параллельной работы электроприемников).

ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ, В теоретических предложениях диссертации использованы простые формулы и модели, исключающие возможность появления незамеченных ошибок. Все окончательные формулы сопровождены примерами расчетов на цепях с малым числом элементов, что допускает их независимую проверку. При выводах корректно •использованы известные методы математики и теоретических основ электротехники. Предлагаемые реализации схем измерений просты для структурного анализа, выполняемы на доступных микросхемах малой степени интеграции. Предложенные схемы вентильных преобразователей и систем управления ими ' проверены в лабораторных и заводских условиях и, в большинстве своем, внедрены в производство.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В -теоретических исследованиях использовались традиционные методы матанализа, включая вариационные методы, методы математической статистики, функций комплексного переменного. Применялись приемы теории автоматического управления (ТАУ), наиболее часто метод точечных отображений для анализа дискретных по уровню-и времени многомерных систем управления,

НАУЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ состоит в решении вакной научно-технической проблемы повышения энергетической и технологической эффективности комплексов -с вентильными преобразователями путем предлагаемых оценок этих эффективностей, нахождения закономерностей их. изменения при регулировании и использования при управлении преобразователями.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ состоит в существенном развитии •самого экономного из известных путей повышения энергетической эффективности технологических комплексов (преимущественно групп

электропечей сопротивления с посторонними потребителями) только синтезом законов управления Евктильшгми преобразователями при предельно простой их силовой части.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Основное производство Южно-Уральского завода "Кристалл" перезедено на представленные в данной диссертации' трехфазные преобразователи переменного напряжения с ИМ-НЧ (выпущены одной серией Опытным зэеодом НИИ завода "Электровкпряштель" г. Саранск), на однофазные преобразователи переведены электропечи одного цеха заЕода "Радиокерамикв" в том ке городе, все главные электроприводы 6-клетевого стана 1700 листопрокатного цеха 1 горячей прокатки АО "Мечел" (ЧМЗ) переведены на выпрямители по данной диссертации.

Разработанная схема универсального импульсного и фазового преобразователя для работы на первичной стороне однофазного печного трансформатора успешно испытана на многих производствах на малоинерционных установках лучевого нагрева в режиме ИМ-НЧ с предельно высокой частотой включений."

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. С 1985 года основные положения диссертации докладывались, обсувдались и получили одобрение на 20 международных, Всесоюзных, региональных и университетских научно-технических конференциях, в т.ч. 711 Всесоюзная конференция "Силовая полупроводниковая техника" в Запорожье (1985), III Всесоюзное совещание "Проблемы электромагнитной совместимбсти" в Таллине (1986), I Всесоюзная конференция по теоретической электротехнике в Ташкенте (1987), YII Всесоюзная конференция "Силовая полупроводниковая техника" в fvtoacce (1989), Всесоюзная конференция "Современные метода к средства быстродействующего преобразования режимных параметров энергосистем" в Челябинске (1990), У Всероссийская конференция "Пути улучшения энергетических и массо-габаритных показателей" в Челябинске (1993), Международная конференция "Силовая электроника" в Алуште (1993), кафедра ТОЭ МЭИ (два раза), ежегодные конференции по итогам НИР ХЖно-Уральского государственного университета.

ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание диссертации опубликовано в 120 печатных работах и изобретениях, в том числе 68 печатных работы.

включая 1 монографию, 2 учебных пособия по теме и 11 статей в центральной печати, и 52 изобретения, включая 1 патент России.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, пята глав, заключения, перечня сокращений и основных понятий, спиока литературы 272 наименований и приложений. Общий объем диссертации 244 страницы, в том числе, 202 страницы машинописного основного текста, 74 рисунка, 22.таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ определена решаемая в диссертации научно-технические проблема, обосновывается ее актуальность, дается характеристика общей структуры работы и основных положений, выносимых на защиту, поясняются некоторые вводимые термины.

Решается проблема оптимального управления электротехническими комплексами и распределения ответственности' за неоптимальное энергопотребление между объектами комплексов (электроприемниками). Требуется обоснование критериев оптимизации. Мировые системы энэргорасчетоз различны, но по сути сводятся к двум ставкам: 1) за электроэнергию (за уголь);

.2) за загрузку энергосистемы (за трансформатор и потери в нем).

Эта двойственность носит объективный характер, она отражена в существующих в России двухставочных тарифах, но в них расчеты по второй ставке сложнее принятого в диссертации подхода, хотя качественно не противоречат ему.

Теоретические анализы энергопроцессов принято производить через мощности, а не энергии. Тогда расчеты за активную мощность сети Рв по первой ставке осуществляются согласно уравнению баланса (суммы) мощностей отдельных К-х злектроприемников Рк (1 а):

' и • n •

ре = 2рк<а), <а3 = 2 Ок'(б). ^ + а! .(в), а)

к=1 к=1 Загрузку энергосистемы определяет полная мощность сети Бе, которая при синусоидальных формах напряжений и токов (сигналах) выражается через активную (1 а) и реактивную 0е (1 б) мощности сети формулой (1 е) их квадратичного баланса.

Вводится терминология. Соединение элементов типа (рис. 1, 2), когда сигналы одного не влияют на сигналы, другого названо

"сетью", а общий случай соединения (рис. 3, 4) - "цепью". Для элементных составляющих баланса 4-й степени к формуле квадрата полной мощности (1 в) введен декуршй терт® "ответственность", который, впрочем, можно применять к любым балансам, даае известным: "Мощность элемента 2 Вт" или иначе "Ответственность элемента перед источником питания цепи составляет 2 Вт".

Рис.2. Сети Рис.3. Однофазная цепь Рис.4. Трехфазная цепь

У мощных преобразователей КПД высоки и почти не зависят от законов управления имя. Поэтому повышение энергетической эффективности связывают только со второй ставкой энергорасчетов, со снижением полной мощности (1 в). При этом возникают два подвопроса: 2а) как потреблять электроэнергию с минимальными потерями» 26) ' как справедливо распределять ответственность между электроприемниками за загрузку общего для них трансформатора.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ с разных сторон анализируются вопросы оптимального энергопотребления в самой простой сети (рис. 1), состоящей га однофазного источника энергии без потерь с произвольными формами напряжения ид и тока и ОДНОГО нелинейного электроприемника с напряжением ик и током 1к.

В схеме (рис. 1) сигналы сети и злектроприемника совпадают, и их можно обозначить без индексов и и 1. Вначале предполагается короткопвриодичность сигналов, т.е. они имеют такой период что колебаниями температуры трансформатора источника питания из-за нагреза его колеблющимся током можно пренебречь. На рис Л и дальнейших рисунках не показан предполагаемый сетевой (фидерный) трансформатор. В этих условиях для сигналов справедливы общеприня-

тые интегральные определения мощности Р (2а), среднеквадратичного напряжения ТГ (2 6) и среднеквадратичного тока I (2 в). В этих формулах использовано удобное обозначение скалярного произведения двух сигналов, которое перенесено из векторного анализа на функции времени. Далее появятся другие "мощности", поэтому при противопоставлениях мощность Р называют "активной" Ра1

1 ^

Р=Р =—ju*idt=(u,I) (a), tf^Oi.u) (б), 12=(1,1) (в). (2)

S m J

Т±о

Вариационными методами решены две оптимизационные задачи:

1) передачи (потребления) МАКСИМАЛЬНОЙ мощности Рмакс при неизменном по форме напряжении сети со среднеквадратичным значением U2 и токе с новой оптимальной формой 10ГГГ (3 а), но при' том не среднеквадратичном значении I2 (2 в);

2) передачи мощности Р (2 а) при той же форме напряжении, но при новом токе 1а (3 6) с МИНИМАЛЬНЫМ среднеквадратичным значением:

^опт= * ^ (а), 1 = (б). (3)

и а' П2

Решение цервой задачи приводит к определению понятия "полная мощность" сети S = Рмакс = U*I, а второй - к определению понятия "активная составлянщая" тока 18 и к определению ее ортогональной невязки ijj "пассивная составлянщая" (4 а) по Фризе (Pryze S. Wirk-, BliníL-шй Scheinleistuog' in elektrischen Stromkreisen mit nlchtstnuaformigen' Verlauf yon Strom - und Spannung. -Elektrotechnische Zeitschrift. 1932 -H25, 26, 29. -S. Б96-599, 625-627, 700-702). Она ортогональна активной составляющей(4 б) и вместе с ней участвует в ортогональном балансе (4 в):

(а), ' (1а,111)=а (б), 12=12 (в). (4)

Умножение в (4 в) квадрата тока I2 на U2 приводит к квадрату полной мощности по определению. Доказывается, что такое же умножение l| приводит к квадрату активной мощности, а умножение I2 формально названо Фризе квадратом пассивной мощности

S2 = u^I2 = иг*г| + U2*^ = Р2 + Р2 . (5)

Получилась формула Фризе, совпадающая с формулой (i в) при

синусоидальных сдвинутых относительно друг друга сигналах. Из (3), (4) следует, что пассивная составляющая не потребляет энергию (11,1^=0 и ее мокно скомпенсировать.

'Лоточник питания

гФ

Компенсирующий г преобразователь любого -----1 типа

й.

и.

■И

1с

-Й

и.

■Й

чин

Сист-ма упр-ния

геэ-

АРУ"ие потр-ли

Гр

Рп

-I

-> "Тт

X

ТоР

. Задание по

Нагрузка

Измер-ный преобр-ль

X

регулируемому параметру

Регулируемый параметр

Ряс.5. Обобщенный преобразователь энергии с измерительным преобразователем ортогональных составляющих На (рис. 5) справа сверху штрихами обведена схема выделения описанных ортогональных составляющих. Когда постоянная времени Т интегратора 1 гораздо больше периода сигналов Т1, сигнал х на его выходе почти постоянен на периоде и мокет плавно изменяться от периода к периоду. На выходе умножителя 2 формируется сигнал 1а = х*и, как в уравнении (3 б) с точностью до коэффициента. На выходе сумматора 3 получается сигнал пассивного тока в соответствии с уравнением (4 а). На выходе умножителя 4 формируется сигнал рп = и*!^, среднее значение которого должно быть нулевым (11,1^) = О, иначе разложение не будет ортогональным. Этот сигнал поступает на интегратор 1, с которого начато описание. В замкнутой системе регулирования среднее .значение сигнала на входе интегратора 1 равно нулю. Круг логических заключений замкнулся. Таким образом, при короткопериодических сигналах представленная схема разделяет сигнал тока 1 на активную 1а и пассивную составляющие.

и

АААААЛАААААА?

1

р

т

А

¥

¡АЛЛЛ!

Л7

Т,

а)

А г

А

Р

Рис. 6. Разложение сигналов (а) в коротко- (б) и длиннотриодаческих (в) процессах

Если постоянные времени нагрева источника питания не позволяют пренебрегать колебаниями температуры .при колебаниях тока или маневренность (параметр реальных энергоблоков) источника питания невысокая, то такие процессы следует относить к переходным или длиннопериодическим. Тогда в соответствующей схеме разделения надо уменьшить постоянную времени интегратора 1. Сигналы будут изменяться как на (рис. 6 в), плавно будет меняться сигнал х и амплитуда активной составляадей с формой напряжения сети на коротких интервалах рассмотрения. Предлагается так определить поведение активной составлякзцей в переходных режимах.

С этого момента и далее каздому новому определению иле понятию будет соответствовать аналоговая модель для измерения или сиотема дифференциальных уравнений. Предлагается назвать это "модельной технологией" определения понятий.

Все изложенное повторено для одного трехфазного электроприемни-.ка, определены активные и пассивные составляющие, полная мощность, предложены схемы измерения (выделения) составляющих. На входы "и"

описанных схем измерения можно подавать не- напряжения сети, а субъективно выбранные формы сигналов, и схемы позволяют выделять такие же формы из реальных'' сигналов и формировать ортогональные невязки. Такими формами могут быть линейные напряжения трехпровод-ной сети. Тогда из фазных токов будут выделены составляющие, которые некоторые ученые определяют "реактивными", а невязками будут составляющие несимметрии и искажений.

Разработанные измерители предложено использовать для управления обобщенными компенсированными или компенсирующими преобразователями любого типа или компенсаторами (рис. 5). На рис. 5 показано применение способа для выпрямителя на полностью управляемых вентилях с переключаемым трансформатором в режиме компенсации "по возмущению" к оптимальной форме, что определяется местом включения трансформатора тока измерителя. Возможен вариант перенесения измерительного трансформатора тока влево на Ток сети. Тогда будет работа в режиме стабилизации общего тока "по отклонению" от оптимальной формы. Способ применим для управления инверторами, преобразователями частоты, регуляторами, .отдельными резонансными цепочками. На вход "и" измерителя могут быть поданы другие "энергетически оптимальные формы". Описаны возможности применения способа в трехфазных сетях. Тогда возможна компенсация токов искажений, несимметрии, отдельных гармоник и т.д. по желанию пользователя. Заявка на данный способ управления подана в 1972 году раньше многих теперь известных в мире предложений.

- Предложено определять полную мощность одного электроприемника через анализ процессов в трансформаторе, к которому 'он. один подключен, а не по процессам в электроприемнике. Однако налагаемые при этом ограничения приходится принимать достаточно субъективно, поэтому возможны различные формулы полной трехфазной мощности. Для трехпроводной сети обоснованы вариационными методами несколько вариантов формул, цпя дальнейших исследований обоснована и принята известная формула полной мощности через фазные напряжения и токи

Б2 = (1^ + п| + О* Н1* + Г| + I* ). (6)

Предложена модель системы электропитания с гипотетическим трансформатором, в котором с изменением числа витков на вторичной стороне меняется толщина провода для постоянно полного заполнения

окна, потери в обмотках, пропорциональны не I2, а и2*!2, то есть квадрату полной мощности. Показано, что только такой трансформатор отражает физику электромагнитного преобразования энергии в условиях заданных габаритов. 3 обычном же трансформаторе с переключением отпаек на вторичной стороне не используется часть меди обмотки, и он не мсшет быть предельно упрощенной моделью, используемой для введения новых интегральных электрических понятий. Это становится физическим обоснованием интегрирования именно квадрата полной мощности. Результат интегрирования получается пропорциональным потерям энергии и количеству теплоты, выделяемой в такой модели источника питания. Этот результат может быть трактован, как "полная энергия", но в иной размерности. По полной мощности выбирается трансформатор источника питания.

Общество постоянно рассчитывается за потери (издержки) в трансформаторе и один раз за его стоимость (капитальные затраты). Старение изоляции связано с ее температурой экспоненциальным законом Аррениуса (снижения срока службы примерно в два раза на каждые 10 градусов перегрева). Учет этого закона позволяет пойти дальше, определить полную мощность в переходных режимах, показать физическую сущность ' интегрирования результатов полученных функциональных преобразований электрических сигналов и трактовать результат интегрирования выработанным ресурсом трансформатора. Однако в диссертации только указано на такую возможность дальнейших исследований и приведены примеры численных расчетов на модели источника питания с экспоненциальным модулем Аррениуса и "счетчиком ресурса".

Расширенная концепция Фризе имеет' дело с одним электроприемником, и для нее бесчисленное множество потребителей сети - один электроприемник с простой схемой включения (рис. 1). Этой концепции достаточно для принятия всех решений по энергетически эффективному управлению одним, преобразователем, группой преобразователей, группой и посторонним потребителем в главах 2 и 3.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ рассмотрены вопросы повышения энергетической и технологической эффективности преобразователей переменного • напряжения для электропечей сопротивления. Это саше простые

устройства силовой электроники, это симметричные тиристорные ключи в. цепи однофазной или трехфазной активной нагрузки. Ключи регулируют напряжение различными способами импульсной модуляции. Токи сети и нагрузки таких преобразователей равны, предлагается назвать их преобразователями с непосредственной связью токов сети и нагрузки (НСТСН).

Если выделить полезную составляющую напряжения нагрузки, то доказано, что произведение КЦЦ на коэффициент мощности таких преобразователей определяется только глубиной регулирования этого действующего значения

ТО = ~ = ^/Б. (?)

независимо от формы напряжения сети и законов управления реальными ключами з цепи нагрузки с НСТСН. Вывод был известен для идеального преобразователя с т) = 1 и 0^= Пн. Для него полезно ввести понятие тока сети полного включения или номинального тока 1ан, и через него выразить действующие значения тока сети при регулировании 13 и его составлякщих ортогонального баланса (4 в) •

Глубина регулирования = ИН/ПБ определяет и коэффициент мощности 1 - Р)' ® величину пассивного тока (8 в) идеального преобразователя с НСТСН. "

' Уменьшить пассивный ток можно только путем его взаимокомпенсации с таким же током другого явного электроприемника или самого. себя при неявной параллельной работе. Примером последнего является идеальный переключатель отпаек трансформатора активной нагрузки. После представления токов такого преобразователя в виде токов двух электроприемников в одной сети получена формула коэффициента мощности для любых законов переключений отпаек и любой форме напряжения сети в промежутке 1 > и„ > От1т1» натяжения нагрузки до относительного значения напряжения отпайки

V;

X = . * . О)

"(1 + - п^.

Ранее были известны частные случаи зтой формулы для конкретных форм (синусоида) и через промежуточные параметры (угол фазового регулирования), известны ошибочные попытки общего решения.

Из всевозможных способов регулирования переменного напряжения в злектропечах сопротивления применяют импульсную модуляцию на основной частота (ЙМ-ОЧ) или фазовое регулирование углом включения и импульсную модуляцию на низкой частоте (ИМ-НЧ), которую назызают импульсным, число-импульсным и т.д. регулированием. Чаще всего ИМ-НЧ поясняют на примере широтно-импульсной модуляции ШИМ-НЧ (рис. 6 а), указывая, что регулируемым параметром является продолжительность включения (скважность) 7 = ^Л^. Отмечали, что сам способ обладает дискретностью регулировочной характеристики (г = 1/8, 2/8, 3/8 и т.д. для рис. 6 а при 3^=8) и вызывает колебания температуры . объекта, но не потребляет реактивную мощность (СОЗф = 1).

Предложено (в 1972 г.) качество регулирования напряжения преобразователя переменного тока оценивать по вызываемым колебаниям температуры объекта, если аппроксимировать тепловую инерцию апериодическим звеном. Предложены способы ИМ-НЧ модуляции сложными колебаниями (рис. 7) релейной обратной связью или частотно-импульсной модуляцией (ЧИМ-НЧ), предельно улучшающие данный показатель качества без дискретности регулировочной характеристики.

о 1

Рис.7. Предлагаемое ИМ-НЧ регулирование полными . Рис.8.. Колебания . волнами (а) и полуволнами (б) со знакочаредова- температуры при ИМ-НЧ шем к полуволнами без знакочередования (в) по рис.7а и ИМ-ОЧ

- Например, задание по скважности 7 - 0.367 шкет быть выполнено" только на периода Т1 = 1000, так как дробь 367/1000 несократимая. В высшей арифметике доказывается, что лучше приближения к любой

дроби осуществляют подходящие дроби. Для примера: 1/2 = 0.5, 1/3 = =0.3333, 3/8 = 0.375, 4/11 = 0.3636 и т.д. Ток нагрузки при ЧИМ-НЧ модуляции или с помощью интегрирующей" релейной обратной связи для данного задания показал на рис. 7 а. Как видно, напряжение нагрузки по характеру соответствует сложным колебаниям, а глубина регулирования за интервалы 2, 3, 8, 11 соответствует указанным подходящим дробям. То есть, не только отсутвует дискретность регулирования за большей интервал, но и за любой малый получается предельно возможное приближение к заданию.

Доказано, что колебания температуры при такой ИМ-КЧ модуляции получаются только з 3...5 (для рис. 7 в...а) раз больше, чем при фазовом регулировании переменного напряжения. На (рис. 8} приведены снятые в одном масштабе осциллограммы выхода малаинерци-онного термоэлектрического преобразователя при ИМ-НЧ типа (рис. 7 а) и при фазовом регулировании (ИМ-ОЧ).

1.0

Y,

Выполнение ср задания

Задание X '

и 0.5 1.0

Рис.9. Регулировочная характеристика релейно-ишулъсной системы

Анализ системы с релейной обратной связью и апериодическим звеном вместо интегратора обнаружил интересные свойства регулировочной характеристики. Она имеет бесконечное число зон нечувстви-тельностей, ширина которых получается больше для значений глубины регулирования, соответствующей более простой подходящей дроби (о меньшим знаменателем) (рис. 5). Анализ этой характеристики дает

много интересных результатов, выходящих за пределы теш диссертации (оптимальное кодирование, распределение простых чисел, принцип тепловой неопределенности). Для начала надо ее сопоставить с известной в математике лестницей Кантора.

Рассчитан положительный эффект явной взаимной компенсации пассивных токов в группах преобразователей переменного напряжения для электропечей сопротивления и произвольных электроприемников при различных способах регулирования. Здесь неоспоримое преимущество принадлежит ИМ-НЧ регулированию вместо способа фазового регулирования. Вероятностными методами доказано, что при независимой (несинхронизированной) работе ИМ-НЧ преобразователей квадрат пассивного тока сети равен суше квадратов пассивных токов отдельных преобразователей (8 в) и его доля неуклонно падает с увеличением числа преобразователей из-за того, что активные составляющие участвуют в балансе первой степени, как и активные мощности (I а). Найденная закономерность позволяет рассчитать энергетическую эффективность при любых параметрах регулирования каждого из ИМ-КЧ преобразователей в группе и любого потребителя.

Предельно возможный эффект улучшения групповых энергетических показателей получается ¿три: взаимной синхронизации Ш-НЧ преобразователей поочередно последовательными включениями, когда по цепочке последовательного подчинения свободное отключение одного преобразователя приводит к обязательному включению следующего в очереди. Получены все формулы для этого предельного режима. Авторство на саму идею синхронизации группы преобразователей с ИМ-НЧ принадлежит ученым Гельману М.В., Лабунцову В.А., Обухову С.Г., Рыжкову А.Н., Ярову В.М. и автору данной диссертации. При одинаковой энергетической основе пути реализации способа управления преобразователей возможны разные. В диссертации принят путь ИМ-НЧ модуляции с, помощью релейной обратной связи по регулируемому параметру (мощности) и синхронизации путем введения замкнутой релейной системы в режим вынужденных колебаний.

Исследованы процессы в получившейся бесконечной цепочке поочередно синхронизируемых релейно-импульсвых систем автоматического регулирования (САР), обнаружены расходящиеся по периоду (обычно исследуют расходящиеся по амплитуде) процессы из-за

обязательности • выполнения приказов на включение по цепочке взаимного подчинения. Предложены решения, стабилизирующие систему

г -

Другой потребитель

Аналоговые РЕЗИДЕНТ Дискретные

входы выходы

Микропроцессорная система

синхронизации

Рис.10. Резидентное управление группой релейно-импульсных систем

в более совершенном способе "через последовательной" синхронизации, когда при свободном отключении одного преобразователя включается не следующий по очереди, а ближайший в этой очереди, находящийся на грани естественного включения релейной обратной связью. Тогда повышение энергетической эффективности почти не увеличивает колебания температуры, т.е. не снижает технологическую эффективность.

Предложен качественно. другой способ управления группой ИМ-НЧ преобразователей, работающей параллельно с любым потребителем с резко переменной нагрузкой (рис. 10, 11). При нем центральная система управления (Резидент) собирает информацию о состояниях всех преобразователей и о токе потребителя и принимает решение, кому включаться на следующем импульсном интервале. Показано, что достаточно иметь информацию о сигналах с выходов интеграторов в контурах релейной обратной связи (рис. 10). Более того, степень дискретизации этой информации может быть доведена до 1 бита, то есть достаточно ■ подключить к выходам интеграторов не аналого-цифровые преобразователи, а нуль-органы. Это упрощает практическую реализацию предложения (рис. 10). Описаны алгоритмы управления, по которым и построена на ЭВМ графики (рис. 11).

Сеть

1ПППППП п

А А

[ПГ

Р"П п пп п п пп п пп

*с п п п Г~1 п ппг

^ П П П П

ппппп

Г п п п п

п п

и

п г

п п

п п п

^Группы

I (

I I

п

п

1

п

г_г

I (

±±

1 I

10

15

^Потребителя

т,

20 Интервал

Общая

>.ь

3.5Р-

п.

и

Рис.11. Графики мощностей при резидентном управлении

Показано, что включать печной трансформатор надо с углом, зависящим от величины остаточной аддукции магнитопровода на момент включения. Предложен ряд технических решений по автоматическому измерению величины этой индукции путем интегрирования первичных напряжений, по искусственному размагничиванию магнитопровода перед отключением, косвенному измерению ' амплитуда аддукции или тока намагничивания. На (рис. 12) приведены диаграммы работы универсального преобразователя с автоматическим выбором углов включения, когда специально нарушено правило чередования знаков полуволн тока, но и тогда трансформатор включается сразу на установившуюся индукцию. Преобразователь мажет работать в статорных и роторных цепях асинхронного двигателя как регулируемая индуктивность.

г

Рис.12. Диаграммы сигналов универсального преобразователя

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ рассмотрены вопросы 'повышения энергетической эффективности выпрямителей. Показано, что предположение мгновенной коммутации позволяет отнести большинство известных схем выпрямления к описанному случаю НОТСН. Тогда при определении полной мощности формулой (6), произведение коэффициента мощности на КПД линейно связано с глубиной регулирования, т.е. формулой (7), но с коэффициентом. Рассмотрено два случая: а) активная нагрузка с полезным среднеквадратичным напряжением и^; б) ЗДС Е двигателя с током, для которого известно значение коэффициента формы Кф. Тогда, например, для трехфазной мостовой схемы получены формулы для случаев (а) и (б);

Г]** = Е/(Еф»>г*ив)-»' З/тг = 0.9549*Е/Емакс. - (б)

Здесь первой части формул соответствует общий случай работы выпрямителя с произвольной несимметричной системой напряжений любых форм, а второй (после стрелки) - частный случай работы с симметричной системой синусоидальных' напряжений при Кф = 1. В знаменателях правой части стоят максимально возможные значения Еыхода. Для частного случая получились известные 0.9558 и 0.9549 значения коэффициентов мощности выпрямителя, при работе без регулирования на активную нагрузку и ЗДС. Показано, что обратное значение коэффициентов мощности соответствует значению расчетной мощности трансформатора: а) 1.046; б) л/3 = 1.047. Предлагаемое доказательство левых частей формул .(10) замечательно тем, что не потребовало диаграмм сигналов процесса выпрямления, достаточно было предположения НСТСН.

г]** = ^/(УЗ'и,) 0.9558*11^/11,

макс'

(а) (10)

Получается, что, так же как и в главе 2, повысить коэффициент мощности можно только за счет эффекта параллельной работы нескольких нагрузок -или эквивалентному такой работе режиму. Ь практических разработках исследованы известные схемы выцрямления с нулевыми (отличать от шунтирующих) вентилями, предложен ряд новых схем. Эффект параллельной работы приводит к появлению двух степеней свободы. Вторую традиционно используют для максимально возмогшего повышения коэффициента мощности. Исследована и внедрена на главные привода непрерывного нереверсивного стана схема (рис. 13). Отличительной особенностью схемы является то, что в ней не возникают свойственные известным схемам с нулевыми вентилями рекимы трехфазной кулевой схемы с пульсирующим потоком вынувденно-го подмагничивания, недопустимого в мощных схемах.

Рис.13. Схема выпрямления без подмагничивания трансформатора

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ предлагается решить задачу распределения ответственностей за загрузку сетевого трансформатора в виде различных форм балансов именно к КВАЛРАГУ ПОЛНОЙ МОЩНОСТИ (1 в)., что по отношению к первичным сигналом является балансом ЧЕТВЕРТОЙ СТЕПЕНИ, а не е виде ■ балансов (1 а, б), что по отношению к сигналам является балансом ВТОРОЙ СТЕПЕНК. Первая попытка постановки и решения подобной задачи для сети внутри концепции Фризе предпринята в работе Замараева Б.С., Солодухо Я.Ю. Обобщенные энергетические показатели систем с вентильными

преобразовательными- устройствами// Современные задачи преобразовательной техники.-Киев: ЙЭД АН УССР, 1975. -4.4. -С.21-25.

Балансы могут быть- записаны через взаимодействия реальных токоз сети и элемента (И а) только для "сети" {рис. 2), для общего случая "сети" и "цепи" (рис. 3) в комплексной форме (II б) и через индивидуальные интегральные величины. (11 в):

Sak = SxiSg*Sk}; (б) (И)

SL =vwwwv- <в>

N

= 2SL = <

о

В формуле (11 б) использован более широкий оператор извлечения (Extract) вместо общепринятого оператора извлечения реальной части (Real). Появляется форма записи члена S2k ответственности К-го элемента цепи за квадрат, полной мощности (12). В этой форме "2" понимается как Еерхний индекс, указывающий на размерность, а не общепринятый квадрат. Этот член может быть и отрицательным. Во всех формах (11) есть члены с левыми и правыми множителями и суммы правых по всей цепи равны левым. По крайней мере, это очевидно для случая "сети" (рис. 2) и "цепи" в форме (11 в), (1 а, б). Эта основная гипотеза поиска формы решения задачи оформлена патентом России на формы (11 в), (12). В патенте реализация формулы (И в) дана "на примере сети™. К сожалению, определить, что такое Qk в форме (11 в) для "цепи" можно только после раскрытия комплексного варианта решения задачи (11 б), что описано ниже.

Попытки применения систем комплексных чисел, кватернионов и октав для раскрытия комплексной формы (11 б) оказались безрезультатными. За этими системами стоят известные в математике тождества двух

(Uf fTjf) * (if+l|) = (D, * WI2 f+ (Uj *I2-U2*r 5)2, (13)

четырех

(Uf+U|+U|+Df) * (if= (Vrg+U^Ig+^Ig+U^I^)2 +

- (VVVVVVV^2 + (VVWVW^2 +

- CVV^VWW2 (14)

и восьми квадратов. Задача решена в общем виде после предложения нового тождества любого, числа квадратов, но не по классическим правилам математики. Например, для 4-х ортов оно имеет вид

= (и^+и^+Оз^з+ИЛ)2 +

+ ■ГО,»1г-иг*11)2 * (П1*13-и3*11 >г + (и,»1^*1,)2 +(15)

+ (и2*13-и3*12)г + (и2*14-и4*1а)г + (и3*14-иЛ*13)2.

Только после этого удается реализовать запись баланса в форме (11 б, в), например, при разложении сигналов по 4-м функциональным ортам

+ - и33*131)^и1ж13 - V1!) +

+ ^з!*^ - ^а!^!*1* - VI,) + (В) (16)

+ №в2*1в3 - Ивз*1вг)*(^*1з " 03*1г> + <2~3>

+ &вгщ1в1 ~ Ъа^вг^г*1* " + ^

= (ЦзДз)*^,^) т (Г)

+Ех[ив,1е}*[ик.1к]. (д)

Чтобы воспользоваться формулой (16), надо предварительно все сигналы цепи разложить по любому числу ортогональных функциональных ортов любым методом. Минимальное число ортов дает процедура Грама-Шмидта, 'но возможно разложение и по бесконечному ряду. Возможно . применение более устойчивых процедур, например, Демирчяна-Ракитского. ■ Возможно введение функциональных ' ортов пс желанию пользователя, 'дисбаланс возьмут на • себя оставшиеся невязки.' В формуле (16 б, в) каждый индекс соответствует своему орту. Баланс по -всей цепа всех левых сомножителей в формуле сходится к правым, то есть обеспечивается выполнение свойств формулы (11 в). Члену (16 б) соответствует форма записи (16 г) скалярной пары или член Р3*Рк в формуле (II в), членам (16 в) -форма записи (16 д) в виде векторной пары или член в формуле

•(11 в). Если перегруппировать члены (16 в), то получится.скалярная формула раскрытия векторной пары

Ex[us,is][uk,Ik] = (us,uk)(is,Ik) - (Us,ik)(ie,uk). (17)

Под математические операции в формуле (16) создана система "комплексных размерностей", действия с ниш похожи на действия с гпперкомплексшмй числами, но являются ли они "числами" могут ответить ' математики. Поэтому для них выбрано новое название. Применяемая б курсе ТОЭ система комплексных чисел построена на базе тождества двух квадратов (13). Это тождество является частным случаем и известного тождества 4-х квадратов под кватернионы (14), и частным случаем предложенного (15). В формулах (16), (17) принято обозначение Ext) (Extract) вместо Ret) для комплексных чисел. В дальнейшем оператор Ех опущен. Из формул (16), (17) получается интегральная формула балансируемой ответственности к-го элемента цепи

= (us,ls)*(uk,lk)+[us,ls]*[uk,lk] = ps*?k + Qs*Qk. (б)(18>

Эта формула опубликована в 1989 г. для частного случая двухортной цепи (все сигналы могут быть разложены по двум ортам) через комплексные числа, а после предложения тождества квадратов (15) подтверждена для общего случая. Приведены численные примеры балансов по всем вариантам записи одной формулы.

В формулах (11 в), (16), (18)' пассивные члены и векторные произведения Сх.у] встречаются только парами. ' Это должно со временем закрыть дискуссии о "знаке реактивной мощности", знаке векторного произведения, так как изчезает практическая потребность в решении этой проблемы. Знак же ответственности определяется знаком векторной пары и формируется объективно.

Модельная технология создания измерительных устройств под разрабатываемые формулы показала, что предложенный баланс сводится к линейному балансу эквивалентных каждой энергетической составляющей температур в сетевом. трансформаторе. Значит, уже возможны измерения в любых режимах, хотя формулами описать это слоено. Приведены варианты несложных схем измерений как общей ответственности элемента цепи, так и ее составляющих по выбору пользователя.

Для иллюстрации йыбрана схема (рис. 14) с диаграммами сигналов (рис.15) в безразмерных единицах. Эти сигналы разложены по четырем функциональным ортам простейшим для человека способом. Графики (рис. 15) разбиты на четыре непересекающиеся прямоугольника со значениями длительностей 0.64 + 0.16 + 0.16 + 0.04 = 1. Из этих значений получаются простые корни квадратные 0.8, а.4, 0.2. Например, сигнал иЕ представлен суммой всех четырех прямоугольно-ков с одинаковой амплитудой 6, а действующе значения этих прямоугольников составят Пе1 = 6*0.8 + 0*0.4 + 0*0.4 + 0*0.2 = 4.8; ив2 = 0*0.8 + 6*0.4" + 0*0.4 + 0*0.2 = 2.4 и т.д. Так заполнена таблица 1 ортогональных составляющих всех сигналов (рис. 15). Результаты расчетов по формулам (16), (18 а) сведены в таблицы 2, 3.

и

6 9 г

и,

Рис.14. Пример цепи

Ортогональные составляющие сигналов.Табл.

4 1 •

I"3 1 ,

Зл-нт 1 2' 3 сеть

3.2 1.6 1.6 4.8

и 0 2.4 2.4 2.4

0 2.4 2.4 2.4

0 1.2 1.2 1.2

3.2 2.4 0.8 3.2

1 4.8 3.6 1.2 .4.8

2.4 1.2 1.2 2.4

1,8 0,6 1,2 1,8

0.6д*т

1 бр. 161 ]э7см

Вас.15. Сигналы в цепи

Расчеты по формуле (18 а) Таблица 2

функция Элемент 1 Элемент 2 Элемент 3 Сеть

+(цд,и)(13,1) -(и3Д)(иД3) +(и,1)(и3,13) 649.42 -356.35 356.35 596.91 -583.55 559.58 275.75 -271.14 295.1 1522.1 -1211.04 1211.04

зк 649.42 572.95 , 299.71 1522.1

Расчеты по формуле (16) Таблица 3

Функция Элемент 1 Элемент 2 Элемент 3 Сеть

(иД) 10.24 16.08 8.48 34.8

[ЦД] (1-2) 15.36 а 0 15.36

(1-3) 7.68 -3.84 0 3.84

(1-4) 5.76 -1.92 0.96 4.8

(2-3) 0 -5.76 0 -5.76

(2-4) а -2.88 1.44 -1.44

(3-4) а 0 1.44 1.44

(и,1)(издз) 356.35 559.58 295.1 1211.04

Еи,ШизД3]

(1-2) 235.93 0 0 235.93

(1-3) 29.49 -14.75 ' а 14.75

(1-4) 27.65 -9.22 4.61 23.04

(2-3) 0 33.18 0 33.18

(2-4) 0 4.14 -2.07 2.07

(3-4) 0 а 2.07 2.07

Итого 293.07 13.36 4.61 311.04

Сумма 649.42 572.95 299.71 1522.1

Среднеквадратичное значение сетевого тока проще определить по данным таблицы 1: I2 = 3.22 + 4.82 + 2.42 + 1.82 = 42.28. Среднеквадратичное значение'напряжения сети.и^ = б2 = 36. Квадрат полной мощности сети З2 = 36*42.28 = 1522.1. К этому значению сходятся балансы элементных ответственностей и их составляющих в таблицах 1, 2.

Формула (16 в) дает любой набор пассивных составляющих полной мощности по желанию исследователя, которому остается только выбрать свой функциональный базис ортогонального. разложения сигналов. Двучленная формула (18 б) просто определяет сразу произведение <23* ок, но остается открытым вопрос "реактивной мощности нелинейного элемента", то есть значения £1к. Предложенное.

в диссертации решение делает этот вопрос неактуальным, но

позволяет формально ответить на него двумя интегральными формулами*. к - £

'Формула (19 а) интересна тем, что предложена очень давно и многими авторами, включая Фризе. Но теперь формула идет в паре с (19 б), и эта пара впервые стала балансируемой по всей цепи.

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ решается задача распределения ответственностей за загрузку трехфазного сетевого трансформатора по элементам произвольной цепи. Предложен прием приведения элемента цепи к входу ее питания гипотетическим трансформатором. Это позволяет затем воспользоваться более простой формулой (11 а). Сначала этот прием проверен на однофазной цепи (рис. 3). В результате получен второй вариант записи формулы (18) через взаимодействия одноименных сигналов

= ^.^а^) +'[из,и1с]*[13,1к]. (20)

Эта форма интересна тем,' что в ней нет взаимодействий разноименных сигналов (мощностей), что открывает второй взгляд на энергопроцессы в цепях.

Этот прием "трансформаторных преобразований" перенесен на трехфазные цепи для приведения внутреннего элемента цепи к сетевым зажимам (рис. 4), т.е. к случаю "сети". Из рисунка видно, что при этом у элемента появляется сбоку (в пространстве) вывод г без тока, но с потенциалом. Из формулы полной мощности (6) видно, что в квадратуре находятся сигналы разных фаз независимо от их форм. В трехфазных цепях мы имеем дело с даумя типами ортотональностей: временной и пространственной. Теперь и у любого двухполюсника внутри цепи сбоку появляется пространственный "хвост" ъ (рис. 4). Только после этого удалось получить сложную формулу трехфазного баланса через взаимодействия одноименных, сигналов. Аналогичные действия приведения трансформаторами тока привели к другой формуле. Так были получены два частных решения. Общее решение найдено в виде линейной кобинащш частных с долевыми козффициен-

тами 1\, к В1 + = 1). Предложен вариант формул для этих коэффициентов (22). В результате получено несколько форм записи формулы трехфазного энергетического баланса ответственностей за квадрат полной мощности. Вот один из ней в форме (20) с напряжен-чоскими и,, (рис. 4) и токовыми хвостами элементных сигналов

Къ = (и^М^) + [иЛ,ик][1Л,1к] 4

+ (ив,ик)(1вдк) + [и3,ик][1в,1к] + (а) (21) + (ис,ик)(1сДк) + [ис,ик][1сДк] +

+ ^"^ВсУ^'У + ^ВС'У^А'У -

-(иАВ,и2)(1сДк) + [и^.и^Шд,^]} +

+ 01*{+(иЕС,ик)(1дДг) - Гивс,ик]ДАДг] - (б)

♦^са-У^в-У - 1иСА,ик][1вД2] -+ (илв.ик)(1сд2) - [и^.^К^Д^}.

Здесь = 12*1гв; т\ = I2 + 1| + 12с;

В = -5-= -^-(22)

^ + ^ - . К С

1

^ 1иа'цв]

Ъ = * "в.1*3*1* + ^с-УУ'^

Операция векторного деления П/П преобразуется в сквлярвые произведения умножением числителя на знаменатель и применением формулы (17).

Формула баланса через более привычные взаимодействия разноименных сигналов (мощности) типа (16 г,, д) получена алгебраическими преобразованиями. При этом в итоговом балансе вида (И в), (12) третий член получился с минусом (-Хе*Хк и -2ф. Такой баланс называется гиперболическим, а обычный с положительными квадратичными членами - тригонометрическим. Надо или принимать типерболи-

ческий баланс, или менять формулу полной мощности (6). Вариант баланса под другую формулу полной мощности предложен в учебном пособии и не включен в диссертацию.

Приведены варианты анализа обоих, форм записи конечных, формул на конкретных цепях, получены сходимости всех вариантов балансов элементных ответственностей и их составляющих по аналогии с таблицами 2, 3. По крайней мере, можно сделать вывод, что принятая методика решения поставленной задачи НИГДЕ НЕ ЗАШЛА В ТУПИК и может быть применена при других исходных данных, т.е. при другой формуле полной мощности (6).

Представляют практический интерес частные случаи общего решения задачи. Так, в реальных системах электроснабжения присутствуют почти синусоидальные несимметричные сигналы. С точки зрения предлагаемого такие цепи относятся к двухортным. Тогда формула (21) преобразуется к виду

1

вк

+ <ив.икХ1в.1к>»

1 -

1 -

1иА,ив]

+ к

,2

< т2 - "Е

е

12с

*

(24)

При полной симметрии двухортной цепи по входным сигналам электропитания формула еще упрощается -Б^ = 2*{(их,ик)(1д,1к)+(ив,ик)(1в,1к)+(ис,ик)(1сЛк)}.(25) .

Интересно, что баланс для квадрата-полной мощности сети выразился через взаимодействия одноименных сигналов, в нем нет мощностей, т.е. взаимодействий разноименных сигналов.

*

+

+

■ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной' работе решена важная научно-техническая проблема повышения энергетической и технологической эффективности комплексов с вентильными преобразователями (преимущественно с Ш-НЧ регулированием переменного напряжения электропечей сопротивления) путем синтеза законов управления преобразователя!® на основе предложенных оценок этих эффективностей, найденных закономерностей их изменения при регулировании, а также предложенных формул распределения (балансов) ответственностей за неэффективное потребление электроэнергии этими преобразователями. При внедрении предложенных законов управления решены побочные проблемы, связанные с устранениями потоков намагничивания и вынужденного подмагничивания преобразовательных трансформаторов.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации

1. Оптимизационная задача Фризе разложения периодического тока однофазного элвктроприемника на две ортогональные ■ составляющие обобщена на трехфазные злектроприемники и на непериодические сигналы. Показана возможность расширения круга выделяемых ортогональных составлякщих. Решена зеркальная оптимизационная задача определения квадрата полной мощности однофазного и трехфазного электроприемника ПО ПРОЦЕССАМ В ТРАНСФОРМАТОРЕ, к которому он подключен, а нэ по процессам в электроприемнике. Решение этих задач позволяет энергетически обосновать законы оптимального управления компенсаторами, компенсированными и компенсирующими преобразователями и их группами.

2. Доказано, что при любых способах управления произведение коэффициента мощности на КПД для одно- и трехфазных преобразователей с непосредственной связью токов сети и нагрузки (НСТСН) линейно зависит от глубины регулирования и не зависит от формы напряжений питающей сети и законов управления преобразователем.

3. Получены расчетные соотношения повышения энергетических показателей за счет эффекта взаимокомпенсации при явной или неявной параллельной работы злектроприемников для'.

э) идеального переключателя отпаек трансформатора при активной нагрузке, произвольном напряжении сети и произвольном законе переключений отпаек;

б) независимой (десинхронизированной) работы преобразователей переменного напряжения с произвольным потребителем;

в) синхронизированной работы преобразователей переменного напряжения с ИМ-НЧ.

4. Предложена схема выпрямления, в которой используется эффект неявной параллельной работы мостовой схемы и схемы две обратные звезда с уравнительным реактором. В схеме не создается пульсирующий поток вынужденного подаагничивания, характерный для известных схем с нулевыми вентилями, что делало невозможны!,1 их применение при больших мощностях.

5. Предложено оценивать технологическую эффективность регулирования напряжения теплового объекта величиной колебаний температуры в его упрощенной модели. Найдены предельные способы ИМ-НЧ модуляции релейной обратной связью и частотно-импульсными методами, уступающие фазовому регулированию только в 3...6 раз по этому показателю и не имеющие дискретности регулировочной характеристики, характерной для известных способов ШИМ-НЧ.

6. Показано, что введение релейной системы в режим вынужденных колебаний является самым простым способом ортогонального управления преобразователем с ИМ-НЧ по двум степеням свободы (технологической и энергетической) и способом взаимной синхронизации преобразователей между собой или с произвольным потребителем. Предложены варианты подобной синхронизации:

а).поочередно последовательная синхронизация;

б) через последовательная синхронизация;-

в) резидентное управление группой от центральной ЭВМ, которая в принципе не может нарушить технологический процесс.

7. Обеспечено включение печного трансформатора сразу на установившийся ток намагничивания при любом сочетании ИМ-НЧ и фазового регулирований, при изменениях параметров нагрузки.

. 8. Показано, что КВДЦРАТ. ПОЛНОЙ МОЩНОСТИ источника питания определяется через сушу комплексных произведений полной мощности сети на мощности элементов цепи (через сумму элементных ответственностей). Для получения комплексных произведений предложено .тождество любого числа квадратов и соответствующая ему система "комплексных .размепностей", близкая по своей сути к гиперкомплекс-

вым числам. Получены все формы зашей (интегральная, спектральная, через отдельные составляющие, включая реактивную составляющую, и т.д.) этой формулы.

S. Показано, что все полученные формулы балансов можно также получить путем взаимного приведения сигналов элемента и источника питания с помощью гипотетических трансформаторов. Такой подход позволил получить формулы балансов элементных ответственностей за квадрат полной мощности при трехфазном трехпроводном источнике питания.

1G. На предельно упрощенных моделях исследуемых явлений показано, что предложенный относительный четвертичный по размерности баланс сводится к линейному балансу эквивалентных каждой энергетической составляющей температур в сетевом трансформаторе в любых режимах, что приводит к потерям энергии и старению изоляции трансформатора. Моделированием синтезированы схемы выделения (измерения) различных энергетических составляидих, связанных с процессами нагрева и преждевременного износа трансформатора в любых режимах.

11. Основные предложения диссертации защищены авторскими свидетельствами. Разработанные преобразователи работают на заводах Урала. Научные результаты использованы при подготовке специалистов по электротехническим специальностям энергетического факультета Южно-Уральского государственного университета.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В 120 ПЕЧАТНЫХ РАБОТАХ, В ТОМ ЧИСЛЕ:

а) монографии и учебные пособия:

1. Гельман М.В., Лохое С.П. Гирисгорные регуляторы переменного напряжения. -М.: Энергия, 1975. -104 с.

2. Лохов С.П. Энергетические составляющие мощности вентильных преобразователей. Однофазные цепи: Учеб. пособие. -Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 1999. - 4.1. -106 с.

3.- Лохов С.П. Энергетические составляющие мощности вентильных преобразователей. Многофазные цепи:. Учеб. пособие.- Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 1999. - 4.2. -123 с.

б) статьи:

4. Гельман М.В., Лохов С.П. Сразнение импульсного и фазового способов регулирование переменного напряжения// Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. -1971. -Вып.14. -СЛЗ-16.

5. Гельман М.В., Кктелев Е.И., Лохов С.П., Рыжков А.Н, Трехфазный импульсный регулятор для электропечи сопротивления// Электротехническая промышленность. Электротермия. -1971. -ВЫП.107. -C.15-I3.

6. Гельман М.В., Лохов С.П. Регулирование коэффициента мощности с помощью широтно-импульсяых регуляторов// Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. -1975. -Вып. 6(55). -СЛЗ-16.

7. Гельман М.В., Колкер М.И., Лохов С.П.,' Полищук Я.А., Боос В.Я., Федин В.Н. Работа тиристорного контактора на нагрузку, включенную через трансформатор// Электротехническая промышленность. Электротермия. -1975. -Вып.4(164). -С.10-12.

8. Гельман М.В., Лохов С.П., ТабашникоБ А.И., Григорьев Ю.С., Добычив В.К., Расторгуев Н.П..Савицкий С.К., Ьлейшман Л.С. Опыт эксплуатации тиристоршх преобразователей с повышенным коэффициентом мощности// Промышленная энергетика. -1984. -5. .-С.15-17.

9. Лохов С.П. Колебания регулируемой величины при различных способах регулирования переменного напряжения// Исследование автоматизированных электроприводов, . электрических машин и вентильных преобразователей: Сборник научных трудов 108. -Челябинск: ЧПй, 1972. -С.98-104.

10. Лохое С.П. Особенности релейного регулирования переменного .напряжения// Исследование автоматизированных электроприводов,

электрических машин и вентильных преобразователей. Сборник научных трудов 124. -Челябинск: ЧПй, 1973. -С.128-134.

11. Лохов С.П., Гельман М.В. Повышение качества-электроэнергии в автономных системах управляемой -компенсацией отклонений тока от энергетически оптимальной формы// Вопросы управления в автономных электроэнергетических системах. ' Труды семинара "Кибернетика электроэнергетических систем". Труда ЧПИ 157. -Челябинск: ЧПй, 1975. -Вып.!. -С.274-279.

12. Лохов С.П.* Гельман М.В., Боос В.Я. Методы управления тиристорными ключами на первичной стороне многофазного трансформатора в регуляторах переменного напряжения// Современные задачи преобразовательной техники. -Киев: ИЭД АН УССР, 1975. -4.2. -С.305-309.

13 Лохоз С.П. О разложении несимметричного несинусоидального изменяющегося тока на составляющие я определении понятая "коэффициент мощности"// Современные задачи преобразовательной техники. -Киев: ИЭД АН УССР, 1975. -4.5. -С.270-275.

14 Лохов С.П., Гельман М.В., Месеняшк Г.С. Управляемый выпрямитель с естественной коммутацией и повышенным коэффициентом мощности// Известия вузов. Энергетика. -1976. - 12. -С.111-115.

15 Лохов С.П. К расчету энергетических показателей тиристорных преобразователей// Проблемы преобразовательной техники. -Киев: АН УССР, 1979. -4.2. -С.87-50.

16 Лохов С.П., Гельман М.В., Григорьев Ю.С.,' Дсбычин В.К, Савицкий С.Н., Расторгуев Н.П. Исследование и опыт эксплуатации группы мощных таристорных преобразователей с улучшенными энергетическими показателями// Проблемы электромагнитной совместимости силовых полупроводниковых преобразователей. -Таллин: АН ЭССР, 1982. -С.143-144.

17 Лохов С.П., Файда Л.Ф. Исследование квазистатического режима работы системы синхронизации грушш импульсных преобразователей методом точечный отображений// Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей. Сборник научных трудов. ' 270. -Челябинск: ЧПЙ, 1982. -С.85-91. . -

18 Лохов С.П. 0 возможности применения вентильных преобразователей з комплексе мер по выравниванию графиков нагрузки//; Проблемы преобразовательной техники, -Киев: АН УССР, 1983. -Ч.З. -С.80-83.

19 Лохов С.П., Файда Л.Ф. Система поочередно-последовательной синхронизации импульсных преобразователей 'переменного напряжения// Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. -1984. -Еып.11 (169). -С.7-9

20. Лохов С.П., Иоффе Ю.С., Файда Л.Ф. Однофазный тиристорный стабилизированный преобразователь переменного напряжения для

электропечей сопротивления// Электротехническая промышленность. Электротермия. -1984. -Вып.12 (262). -С.10-12.

21. Лохов С.П. Некоторые основы экономической теории энергетических показателей// Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей. Тематический сборник научных трудов. -Челябинск: ЧПИ, 1985. -С.125-134.

22. Лохов С.П. Основы теории относительных симметричных энергетических показателей// Проблемы электромагнитной совместимости силовых полупроводниковых преобразователей. Тезисы докладов Третьего Всесоюзного научно-технического совещания. -Таллин: АН ЗССР, 1986. -4.1. -С.160-161.

23. Лохов С.П. Интегральные энергетические показатели сложных электрических систем// Первая Всесоюзная конференция по теоретической электротехнике. Секция 1, 2. Ташкент: АН СССР, 1987.-С.18-19.

24. Лохов С.П. Энергетические составляющие в сетях с вентильными преобразователями// Силовая полупроводниковая техника и ее применение в народном хозяйстве (Тезисы докладов). -Челябинск: ЧПИ, 1989. -С.155-156.

25. Лохов С.П. Относительные балансируемые энергетические составляющие полной мощности нелинейных электрических цепей и их измерение// Силовая электроника и решение проблем ресурсо- и энергосбережения. -Карьков: ХПй, 1993. -С.340-344.

26. Лохов С.П. Относительные балансируемые энергетические составляющие полной мощности однофазной сети// Электротехнические системы и комплексы. -Магнитогорск: Издание МГМА, 1996. -Вып.2. -С.82-87.

. 27. Лохов С.П. Относительные балансируемые энергетические составляющие полной мощности трехфазной сети; -Там же. -С.88-93. в)- авторские свидетельства:

28. A.c. 425173. Способ управления широтно-импульсным регулятором переменного напряжения/ Гельман М.В., Лохов С.П. -Заявл. 03.12.69. Опубл. в бюлл., 1974, N15.

29. A.c. 350110. Релейно-фазовый регулятор переменного напряжения/ Гельман М.В., Лохов С.П. -Заявл. 02.04.70. Опубл.в бюлл., 1972, N26.

30. A.c. 377752. Способ управления группой импульсных регуляторов/ Гельман М.В., Лохов С.П., Рыжков А.Н. - Заявл. 13.04.70. Опубл. в балл., 1973, Ж8.

31. A.c. 395826. Способ синхронизированного управления широтно-импульсным регулятором/ Гельман М.В., Лохов С.П., Рыжков А.Н. - Заявл. 25.01,71. Опубл. в бюлл., 1973, N35.

32. A.c. 403006. Способ упразления тирисгорным регулятором/ Гельман М.В., Лохов С.П. -Заявл. 17.05.71. Опубл. в бюлл., 1973, N42.

33. A.c. 705354. Способ измерения пассивной составляющей.тока/ Лохов С.П. -Заявл. 10.03.72. Опубл. в бюлл., 1979, N47.

34. A.c. 557460. Многофазный управляемый выпрямитель/ Гельман М.В., Лохов С.П., Голубцов В.Л., Фшплер Я.Л., Флейшман Л.С. -Заявл. 24.04.72. Опубл. в бюлл., 1977, N17.

35. A.c. 556550. Способ управления вентильным преобразователем/ Гельман М.В., Лохов С.П., Рыжков А.Н. -Заявл. 27.04.72. Опубл. в бюлл., 1977, Ш6.

■35. A.c. 756591. Способ управления преобразователем/ Лохов С.П. -Заявл. 23.11.73. Олубл.в бюлл., 1980, N30.

37. A.c. 692054. Способ управления тиристорным регулятором переменного напряжения и устройство для его осуществления/ Лохов С.П., Гельман М.В., Боос В.Я. -Заявл. 04.01.76. Опубл. в бюлл., 1976, N38.

38. A.c.- 588613. Система управления группой импульсных регуляторов/ Лохов С.П.,- Боос В.Я., Гельман М.В., Евсеев Б.А., Рыжков А.Н. -Заявл. 16.04.76. Опубл. в бюлл., 1978, N2.

39. A.c. -935897, Регулятор переменного напряжения/ Лохов С.П. -Заявл. 09.01;80. Опубл. в балл., 1982, N22.

40. A.c. 1020958. Способ, управления группой импульсных преобразователей/ Лохов С.П. -Заявл. 29.07.81. Опубл. в бюлл., 1983, N20.

41. A.c. 1146774. Преобразователь переменного напряжения в постоянное/ Лохов С.П., Флейшман Л.С., Ыурзицков В.Н., Давшков И.К. -Заявл. 14.01.82. Опубл. в бюлл., 1985, N11.

42. A.c. 113890Q. Устройство для управления регулятором переменного напряжения/ Лохов С.П., Верба И.В., Иоф£е B.C., Резников В.И., Смердов Г.А. -Заявл. 22.02.83. Опубл.в бшл., 1985, Н5.

43. A.c. 1284443. Способ управления группой импульсных преобразователей/ Лохов С.П. -Заявл. 27.09.83. Опубл. в бюлл., 1997, N34.

44. A.c. 1335886. Способ измерения пассивного тока'электроприемника и его составляюдих/ Лохов С.П. - Заявл. 12,08.85. Опубл. в бюлл., 1987, НЗЗ.

45. Патент России 1552111. Способ определения величины потерь в сети электроснабжения/ Лохов С.П. -Заявл. 18.С5.88. Опубл. в бшл., 1990, НИ.

46. A.c. 1667209. Способ шпульсно-фазового управления однофазным тиристорным регулятором с трансформаторной нагрузкой/' Лохов С.П. -Заявл. 16.08.88. Опубл. в бшл., 1991, К28.

ВД N 00200 от 29.09.99. Подписано в печать 19.04.2000. Формат 60*84 1/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,09. Уч.-изд. л.2. Тираж 90 экз. Заказ 185/178.

Издательство Южно-Уратьского государственного университета

УОП Издательства. 454080. г.Челябинк, пр. им. В.И.Лэнина, 76.

ВВЕДЕНИЕ

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ, КОМПЕНСАЦИЯ И ИЗМЕРЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ОДНОГО ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКА В СЕТИ

1.1. Полная мощность однофазной сети и ее энергетические составляющие при короткопериодических сигналах.

1.2. Почему ученые искали формулу реактивной мощности в виде функционала второй степени?.

1.3. Энергетические показатели сети.

1.4. Аппаратная реализация измерительных преобразователей энергетических составляющих однофазной сети.

1.5. Применение измерительных преобразователей энергетических составляющих

1.6. О научном приоритете предложенного

1.7. Экономический подход к определениям среднеквадратичного тока.

1.8. Полная мощность и энергия в переходных режимах

1.9. Взаимодействия сигналов трехпроводной сети

1.10. Оптимизация трехпроводной сети по потерям.

1.11. Измерение энергетических составляющих трехфазной сети.

1.12. Полная мощность (если прямолинейно).

1.13. Активные токи и полная мощность (если задуматься).

1.14. Компенсированные и компенсирующие преобразователи.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ, ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ИЗВЕСТНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ. Широкое внедрение мощных полупроводниковых преобразователей сделало актуальным вопрос повышения их энергетической эффективности. В диссертации рассматриваются способы повышения эффективности комплексов преобразователей переменного напряжения (групп электроприемников или любых нелинейных элементов в общем случае) для электропечей сопротивления, где это повышение достигается только изменением законов управления и регулирования ими без разработки схем силовой электроники. Сами схемы являются предельно простыми, это тиристорные ключи в цепях активных нагрузок (рис. 2.1 а). В подобных преобразователях самой эффективной является известная импульсная модуляция на низкой частоте (ИМ-НЧ), когда тиристоры включаются с нулевыми углами задержек, без потребления реактивной мощности и без радиопомех (рис. 2.3 г).

Результаты диссертации применимы и к более сложным схемам, включая выпрямители, особенно к схемам, состоящим из не менее двух вентильных комплектов, допускающих управление ими по двум степеням свободы (рис. 2.2, 3.5, 3.6, 3.7). Такие преобразователи иногда называют схемами с переменной структурой, а с принятых в диссертации позиций их можно представить комплексом из двух и более электроприемников.

Основной функцией преобразователя является обеспечение технологического процесса энергией нужного качества, а задача повышения его энергетической эффективности является побочной. Поэтому проблемы повышения энергетической и технологической эффективностей приходиться решать одновременно. Рассматриваемый комплекс с вентильными преобразователями с точки зрения задач управления выступает многосвязной системой автоматического регулирования с несколькими степенями свободы.

Весь объект научных исследований диссертации можно охватить рисунком (В.1). Здесь широкими линиями показаны энергетические потоки, а тонкими - информационные. Видно, что система является многосвязной с минимум двумя каналами управления каждым преобразователем. Левый вход управления является традиционным, он же главным, так воздействует на внешний контур регулирования,

Задание

-юн Ь

Регулятор внешнего контура

Задание -ЮН 1

Регулятор внешнего контура

Энергосистема а г -у к ~ ^ ^^

Общая система управления "Резидент" а а

Преобр-ль 1

Г -У осторонний отребитель

Регул-я вел-на

Преобр-ль 2

Регул-я вел-на

Рис. В.1 который стабилизирует регулируемую величину (параметр). Второй двунаправленный вход управления преобразователя нарисован под прямым углом к первому. Этим подчеркивается ортогональность второго управления: оно должно решать свои задачи, не мешая первому. Если первый вход воздействует на количество электроэнергии, то второй - на качество. По второму входу общая система управления ("Резидент") повышает энергетическую эффективность всей системы (рис. В.1). "Резидент" в рассматриваемом случае только перераспределяет моменты включения преобразователей, повышая их энергетическую эффективность. Но преобразователи могут работать и без него. Более того, отказ "Резидента" не может нарушить технологический процесс. Этим "резидентное управление" отличается от централизованного. Однако реальный преобразователь не имеет два независимых ортогональных входа управления. Второй вход должен быть организован разработчиком. Этот вопрос также решается в диссертации.

Для теоретического обоснования законов оптимального управления преобразователями требуется решение задачи оценки энергетической эффективности обобщенных нелинейных нагрузок в промышленных сетях. Эта задача является частью широкой проблемы электромагнитной совместимости произвольных электроприемников в системах управления и регулирования. Сформировались даже направления решения этой важной задачи, которые иногда объединяют общим вопросом создания "теории энергетических составляющих полной мощности и реактивной мощности нелинейного элемента".

Публикации по оценкам энергетической эффективности электроприемников столь обширны, что следует выделить прежде всего обзорную информацию Б.С.Замараева [54] и Я.Ю.Солодухо [168, 169] с критикой, а также книгу Г.С.Зиновьева [62] с обзором всех направлений. Далее следуют монографии сторонников конкретных направлений: Р.Дрехслера [45], А.Ф.Крогериса и др. [84], К.А.Круга [86], О.А.Маевского [145], Н.А.Мельникова [148], В.Сарва [164], Г.Супруновича [171] и множество статей и патентов. Занимался этой проблемой и "Круглый стол" под руководством К.С.Демирчяна.

В данной диссертации объектом управления являются комплексы с преобразователями переменного напряжения, преимущественно для электронагрева, и частично выпрямители для электропривода. Эти разные объекты исследований объединены одинаковыми общими закомерностями ухудшения энергетических показателей при регулировании напряжения нагрузки , а также принятым в диссертации путем повышения этих показателей за счет явного или неявного эффекта параллельной работы электроприемников от одной сети электропитания, когда удается процесс взаимокомпенсации сделать управляемым.

Нагреватели печей сопротивления часто включают через печной трансформатор, поэтому без решения побочной проблемы включения трансформатора тиристорами на первичной стороне широкое внедрение ЙМ-НЧ регулирования электропечей оказалось бы невозможным.

А вот неполный круг ученых, не упомянутых в тексте, но чьи работы по повышению коэффициента мощности преобразователей, управлению ими по нескольким координатам как системами автоматического регулирования, стабилизации регулируемой величины, работе тиристоров на первичной стороне трансформатора оказали существенное влияние на автора диссертации: Архиереев И.П., Богрый B.C., Враславский И.Я., Бруфман С.С., Булатов О.Г., Бухинский С.И., Быков Ю.М., Веников В.А., Волков И.В., Гладышев С.П., Глазенко Т.А., Глинтерник O.P., Голубев Ф.Н., Грабовецкий Г.В., Гумановский Б.Я., Добрусин Л.А., Долбня В.Т., Дудченко И.В., Жарков Ф.П., Жар-ский Б.К., Жежеленко И.В., Загорский В.Т., Зайцев А.И., Иванов В.С, Иванчук Б.Н., Ивенский Г.В., Игольников Ю.С., Кадом-ский Д.Е., Кампе-Немм A.A., Карташов Р.П., Карибов С.И., Карпов Ф.Ф., Кацевич В.Л., Киселев В.М., Кобелев Ф.С., Кобзев A.B., Ковалев Ф.И., Константинов Б.А., Кучумов Л.А., Латышко В.Д., Лип-ковский К.А., Липман Р.Я., Магазинник Г.Г., Милях А.Н., Мишин В.Н., Михальченко Г.Я., Новский В.А., Озерянский A.A., Окунь С.С., Оявеэр М., Палванов В.Г., Пар И.Т., Певзнер В.В., Плесков В.И.,. Поскробко A.A., Розанов Ю.А., Розанов Ю.К., Рувинов Б.Я., Руден-ко А.Б., Сергиенков Б.Н., Синегубко Ю.Е., Солдаткина Л.А., Тихомиров В.А., Толстов Ю.Г., Тонкаль В.Е., Трофимов П.А., Чаплыгин Е.Е., Чванов В.А., Чиженко А.И., Чиженко И.М., Шапиро G.B., Щидловс-кий А.К., Шипилло В.П., Федий B.C., Хасаев О.И., Хватов C.B., Хохлов Ю.А. Указанные работы ориентированы на промышленное применение . Однако задача повышения эффективности энергопотребления и стабилизации температуры оказалась актуальной в быту и сельском хозяйстве. Здесь можно упомянуть имена ученых Благих В.Т., Изакова Ф.Я., Феоктистова H.A.

В диссертации решается проблема оптимального управления электротехническими комплексами и распределения ответственности за неоптимальное энергопотребление между объектами комплексов (электроприемниками). Требуется обоснование критериев оптимизации. Мировые системы энергорасчетов различны, но по сути сводятся к двум ставкам:

1) за электроэнергию (за уголь);

2) за загрузку энергосистемы (за трансформатор и потери в нем).

Эта двойственность носит объективный характер, она отражена в существующих в России двухставочных тарифах, но в них расчеты по второй ставке сложнее принятого в диссертации подхода, хотя качественно не противоречат ему.

Теоретические анализы энергопроцессов принято производить через мощности, а не энергии. Тогда расчеты за активную мощность сети Ps по первой ставке осуществляются согласно уравнению баланса (суммы) мощностей отдельных к-х электроприемников Рк (В.1 а).

N N

Рз = 1Рк(а>* Чз^к (б)' = + С^" (В). (В.1) к=1 к=1

Загрузку энергосистемы определяет полная мощность сети Б . которая о при синусоидальных формах напряжений и токов (сигналах) выражается через активную (В.1 а) и реактивную СЗ (В.1 б) мощности сети формулой (В.1 в) их квадратичного баланса.

Вводится терминология. Параллельное или последовательное соединение элементов, когда сигналы одного не влияют на сигналы, другого названо "сетью", а общий случай соединения - "цепью". Для элементных составляющих предложенного в диссертации баланса 4-й степени к формуле квадрата полной мощности (В.1 в) введен дежурный термин "ответственность", который, впрочем, можно применять к любым балансам, даже известным, например: "Мощность элемента 2 Вт" или иначе "Ответственность элемента перед источником питания цепи составляет 2 Вт". Если предложенный баланс станет общепринятым, то можно будет заменить дежурный термин.

У мощных преобразователей КПД высоки и почти не зависят от законов управления ими. Поэтому повышение энергетической эффективности через законы управления преобразователями связывают только со второй ставкой энергорасчетов, со снижением полной мощности (В.1 в). При этом возникают два подвопроса к расчетам по второй ставке:

2а) как потреблять электроэнергию с минимальными потерями;

26) как справедливо распределять ответственность между электроприемниками за загрузку общего для них трансформатора.

В работе обобщены итоги 30-летней деятельности автора по вышеуказанным проблемам в качестве ответственного исполнителя и руководителя хоздоговорных работ, проводимых Южно-Уральским государственным университетом по комплексному плану КНП-2000 по приказу Минвуза СССР 485, а также ряда НИР, ОКР и договоров о содружестве с головным институтом ВНИИЭТО (г. Москва), объединением "Уралэлектротяжмаш" (г. Екатеринбург), ЗПО "Преобразователь" (г. Запорожье), ОАО "Мечел-ЧМЗ" (г. Челябинск), Опытным заводом

НИИ з-да "Электровыпрямитель" (г. Саранск), заводами "Кристалл" и "Радиокерамика" (г. Ю.Уральск) и другими.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Повышение энергетической и технологической эффективности комплексов с вентильными преобразователями (в частности, с группами преобразователей переменного напряжения с ИМ-НЧ для электропечей сопротивления) как за счет разработки законов оптимального управления этими преобразователями по нескольким координатам, так и за счет разработки теоретических основ распределения ответственности за неоптимальное энергопотребление этими преобразователями.

ИДЕЯ РАБОТЫ заключается в использовании предельно упрощенных моделей электротехнических комплексов с управляемыми вентильными преобразователями и их нагрузками для достижения поставленной цели. Под предельно упрощенной понимается такая модель, дальнейшее упрощение которой исследователь считает невозможным с точки зрения решаемой задачи.

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Оценку энергетической эффективности предлагаемых законов управления объектами энергопотребления предлагается проводить на основе анализа тепловых процессов в предельно упрощенной модели трансформатора электропитания всех электроприемников, решая задачи как максимально возможного использования этого трансформатора (включая срок его службы) при одних ограничениях, так и минимизации потерь энергии в нем при других ограничениях, но всегда при произвольных формах электрических сигналов (напряжения и токи). Это обоснует предлагаемые разложения электрических сигналов электроприемника на энергетические составляющие (активная и т.д.), объективно определит необходимые интегральные понятия (полная мощность, коэффициент мощности и т.д.), установит связь квадрата полной мощности с нагревом трансформатора.

2. Распределение ответственности за энергетически неэффективное энергопотребление (за квадрат суммарной полной мощности) между электроприемниками предлагается представить в виде суммы (баланса) функциональных преобразований сигналов сети питания и сигналов каждого электроприемника (элемента произвольной нелинейной цепи), получая при этом дальнейшие разложения сигналов на энергетические составляющие, каждая их которых будет объективно связана с тепловыми процессами в общем трансформаторе питания.

3. Определение технологической эффективности преобразователей переменного напряжения для электропечей сопротивления предлагается производить по размаху колебаний температуры предельно упрощенной модели печи сопротивления, что позволит разработать новые законы ИМ-НЧ модуляции, повышающие до предела этот показатель, и пересмотреть установившиеся взгляды на дискретность ИМ-НЧ регулирования при этом.

4. Повышение энергетической эффективности комплекса вентильных преобразователей с их нагрузками и произвольных электроприемников достигается за счет эффекта взаимокомпенсации найденных энергетических составляющих при явной или неявной • параллельной работе электроприемников. Для максимального использования этого эффекта в законах управления преобразователями по нескольким координатам надо изучить закономерности качественного и количественного изменения этих составляющих при регулировании в указанном классе преобразователей.

5. Выносятся на защиту принципы построения систем управления обобщенными вентильными преобравателями и ИМ-НЧ преобразователями для электропечных комплексов, повышающие их энергетическую и технологическую эффективность на основе новых научных положений.

6. Выносятся на защиту побочные решения, возникшие при внедрении систем управления, связанные с динамической устойчивостью комплексов с ИМ-НЧ преобразователями, с включением нагрузок этих преобразователей через печные трансформаторы, с устранением потока вынужденного подмагничивания преобразовательного трансформатора выпрямителя с нулевыми вентилями (это пример неявной параллельной работы электроприемников).

ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ. В теоретических предложениях диссертации использованы простые формулы и модели, исключающие возможность появления незамеченных ошибок. Все окончательные формулы сопровождены примерами расчетов на цепях с малым числом элементов, что допускает их независимую проверку. При выводах корректно использованы известные методы математики и теоретических основ электротехники. Предлагаемые реализации схем измерений просты для структурного анализа, выполняемы на доступных микросхемах малой степени интеграции. Предложенные схемы вентильных преобразователей и систем управления ими проверены в лабораторных и заводских условиях и, в большинстве своем, внедрены в производство.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В теоретических исследованиях использовались традиционные методы матанализа, включая вариационные методы, методы математической статистики, функций комплексного переменного. Применялись приемы теории автоматического управления (ТАУ), наиболее часто метод точечных отображений для анализа дискретных по уровню и времени многомерных систем управления.

НАУЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ состоит в решении важной научно-технической проблемы повышения энергетической и технологической эффективности комплексов с вентильными преобразователями путем предлагаемых оценок этих эффективностей, нахождения закономерностей их изменения при регулировании и использования при управлении преобразователями в технологических комплексах.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ состоит в существенном развитии самого экономного из известных путей повышения энергетической эффективности технологических комплексов (преимущественно групп электропечей сопротивления с посторонними потребителями) только синтезом законов управления вентильными преобразователями при предельно простой их силовой части.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Основное производство Южно-Уральского завода "Кристалл" переведено на представленные в данной диссертации трехфазные преобразователи переменного напряжения с ИМ-НЧ (выпущены одной серией Опытным заводом НИИ завода "Электровыпрямитель" г. Саранск), на однофазные преобразователи переведены электропечи одного цеха завода "Радиокерамика" в том же городе, все главные электроприводы 6-клетевого стана 1700 листопрокатного цеха 1 горячей прокатки АО "Мечел" (ЧМЗ) переведены на выпрямители по данной диссертации.

Разработанная схема универсального импульсного и фазового преобразователя для работы на первичной стороне однофазного печного трансформатора успешно испытана на многих производствах на малоинерционных установках лучевого нагрева в режиме ИМ-НЧ с предельно высокой частотой включений.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. С 1985 года основные положения диссертации докладывались, обсуждались и получили одобрение на 20 международных, Всесоюзных, региональных и университетских научно-технических конференциях, в т.ч. VII Всесоюзная конференция "Силовая полупроводниковая техника" в Запорожье (1985), III Всесоюзное совещание "Проблемы электромагнитной совместимости" в Таллине (1986), I Всесоюзная конференция по теоретической электротехнике в Ташкенте (1987), VII Всесоюзная конференция "Силовая полупроводниг ковая техника" в Миассе (1989), Всесоюзная конференция "Современные методы и средства быстродействующего преобразования режимных параметров энергосистем" в Челябинске (1990), V Всероссийская конференция "Пути улучшения энергетических и массо-габаритных показателей" в Челябинске (1993), Международная конференция "Силовая электроника" в Алуште (1993), кафедра ТОЭ МЭИ (два раза), ежегодные конференции по итогам НИР Южно-Уральского государственного университета.

ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание диссертации опубликовано в 120 печатных работах и изобретениях, в том числе 68 печатных работы, включая 1 монографию, 2 учебных пособия по теме и 11 статей в центральной печати, и 52 изобретения, включая 1 патент России.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, перечня сокращений и основных понятий, списка литературы 272 наименований и приложений. Общий объем диссертации 245 страниц, в том числе, 202 страницы машинописного основного текста, 74 рисунка, 22 таблицы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена важная научно-техническая проблема повышения энергетической и технологической эффективности комплексов с вентильными преобразователями (преимущественно с ИМ-НЧ регулированием переменного напряжения электропечей сопротивления) путем синтеза законов управления преобразователями на основе предложенных оценок этих эффективностей, найденных закономерностей их изменения при регулировании, а также предложенных формул распределения (балансов) ответственностей за неэффективное потребление электроэнергии этими преобразователями. При внедрении предложенных законов управления решены побочные проблемы, связанные с устранениями потоков намагничивания и вынужденного подмагничивания преобразовательных трансформаторов.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации:

1. Оптимизационная задача Фризе разложения периодического тока однофазного электроприемника на две ортогональные составляющие обобщена на трехфазные электроприемники и на непериодические сигналы. Показана возможность расширения круга выделяемых ортогональных составляющих [229, 101]. Решена зеркальная оптимизационная задача определения квадрата полной мощности однофазного и трехфазного электроприемника ПО ПРОЦЕССАМ В ТРАНСФОРМАТОРЕ, к которому он подключен, а не по процессам в электроприемницке [126]. Решение этих задач позволяет энергетически обосновать законы оптимального управления компенсаторами, компенсированными и компенсирующими преобразователями и их группами [234, 235].

2. Доказано, что при любых способах управления произведение коэффициента мощности на КПД для одно-[92] и трехфазных [111] преобразователей с непосредственной связью токов сети и нагрузки (НСТСН) линейно зависит от глубины регулирования и не зависит от формы напряжений питающей сети и законов управления преобразователем.

3. Получены расчетные соотношения повышения энергетических показателей за счет эффекта взаимокомпенсации при явной или неявной параллельной работы электроприемников для: а) идеального переключателя отпаек трансформатора при активной нагрузке, произвольном напряжении сети и произвольном законе переключений отпаек [92, 343; б) независимой (несинхронизированной) работы преобразователей переменного напряжения с произвольным потребителем [283; в) синхронизированной работы преобразователей переменного напряжения с ИМ-НЧ [224, 343.

4. Предложена схема выпрямления, в которой используется эффект неявной параллельной работы мостовой схемы и схемы две обратные звезды с уравнительным реактором. В схеме не создается пульсирующий поток вынужденного подмагничивания, характерный для известных-схем с нулевыми вентилями, что делало невозможным их применение при больших мощностях [232, 1043.

5. Предложено оценивать технологическую эффективность регулирования напряжения теплового объекта величиной колебаний температуры в его упрощенной модели [953. Найдены предельные способы ИМ-НЧ модуляции релейной обратной связью и частотно-импульсными методами, уступающие фазовому регулированию только в 3.6 раз по этому показателю и не имеющие дискретности регулировочной характеристики, характерной для известных способов ШИМ-НЧ [92, 2223.

6. Показано, что введение релейной системы в режим вынужденных колебаний является самым простым способом ортогонального управления преобразователем с ИМ-НЧ по двум степеням свободы (технологической и энергетической) и способом взаимной синхронизации преобразователей между собой или с произвольным потребителем [2273. Предложены варианты подобной синхронизации: а) поочередно последовательная синхронизация [2243; б) через последовательная синхронизация [255, 2593; в) резидентное управление группой от центральной ЭВМ, которая в принципе не может нарушить технологический процесс [254, 2603.

7. Обеспечено включение печного трансформатора сразу на установившийся ток намагничивания при любом сочетании ИМ-НЧ и фазового регулирований, при изменениях параметров нагрузки [247, 2583.

8. Показано, что КВАДРАТ ПОЛНОЙ МОЩНОСТИ источника питания определяется через сумму комплексных произведений полной мощности сети на мощности элементов цепи (через сумму элементных ответственностей) . Для получения комплексных цроизведений цредложено тождество любого числа квадратов и соответствующая ему система комплексных размерностей", близкая по своей сути к гиперкомплексным числам. Получены все формы записи (интегральная, спектральная, через отдельные составляющие, включая реактивную составляющую, и т.д.) этой формулы [134, 140, 1423.

9. Показано, что все полученные формулы балансов можно также получить путем взаимного приведения сигналов элемента и источника питания с помощью гипотетических трансформаторов. Такой подход позволил получить формулы балансов элементных. ответственностей за квадрат полной мощности при трехфазном трехцроводном источнике питания [141, 1433.

10. На предельно упрощенных моделях исследуемых явлений показано, что предложенный относительный четвертичный по размерности баланс сводится к линейному балансу эквивалентных каждой энергетической составляющей температур в сетевом трансформаторе в любых режимах, что приводит к потерям энергии и старению изоляции трансформатора. Моделированием синтезированы схемы выделения (измерения) различных энергетических составляющих, связанных с процессами нагрева и преждевременного износа трансформатора в любых режимах [127, 142, 143 , 263 , 2683.

11. Основные предложения диссертации защищены авторскими свидетельствами. Разработанные преобразователи работают на заводах Урала. Научные результаты использованы при подготовке специалистов по электротехническим специальностям энергетического факультета Южно-Уральского государственного университета.

Примечание: в заключении приведены ссылки на приритетные работы.

СОКРАЩЕНИЯ И НЕКОТОРЫЕ ПОНЯТИЯ

ИМ-НЧ - импульсная модуляция на низкой частоте.

ШИМ-НЧ - широтно-импульсная модуляция на низкой частоте.

ЧИМ-НЧ - частотно-импульсная модуляция на низкой частоте.

ТОЭ - теоретические основы электротехники.

ТАУ - теория автоматического управления.

НСТСН - непосредственная связь токов сети и нагрузки.

РЭ - релейный элемент.

РИЭ - релейно-импульсный элемент.

Сеть" - схема соединений элементов, когда сигналы одного элемента не влияют на сигналы других элементов (параллельное или последовательное соединение всех элементов).

Цепь" - схема соединений элементов, в которой есть хоть один элемент, сигналы которого влияют на сигналы другого элемента (общий случай соединения).

Короткопериодический" - периодический процесс, не приводящий к таким колебаниям температуры трансформатора питания и его изоляции, которые уже снизили бы срок службы.

Ответственность" - отражает долю участия элемента или его составляющих в общесетевых интегральных понятиях (в квадрате полной мощности сети). Дежурный термин, который в будущем может быть изменен.

Резидент" - центральная система управления включениями преобразователей (агентов), действия которой в принципе не может нарушить основной технологический процесс в нагрузках из-за специальных мер, принятых в системах управления преобразователями.

1. Архиереев И.П. Повышение коэффициента мощности трехфазных тиристорных преобразователей переменного тока// Силовая электроника в решении проблем ресурсо- и энергосбережения. Сборник трудов. -Харьков: ХПИ, 1993. -С.163.

2. Бабат Г.И., Кайман Я.А. Тиратронные преобразователи с улучшенным коэффициентом мощности и тиратронные компенсаторы// Электричество. -1937. -N4. -С.8-16.

3. Бабат Г.И. Исследование управляемых выпрямителей с буферным вентилем// Изв. электропромышленности слабого тока. -1935. -N5, 6.

4. Беллман Р. Введение в теорию матриц. -М.: Наука, 1969. -368 с.

5. Благих В. Т. Автоматическое регулирование отопления и вентиляции. Челябинск: Челяб. кн. изд-во, 1964. - 212 с.

6. Бокуняев A.A. Релейные стабилизаторы постоянного напряжения. -М.: Энергия, 1978. 88 с.

7. Бокштейн О.Н., Канин A.M. Оборудование для контактной сварки постоянным током. -Л.: Энергия, 1976. -104 с.

8. Боос В.Я. Исследование и разработка регуляторов переменного напряжения с тиристорными ключами на первичной стороне трансформатора. Автореферат канд. дис. -Горький: ГПИ им. Жданова, 1980. -18 с.

9. Боос В.Я., Гельман М.В., Иоффе Ю.С., Колкер М.И., Лохов С.П., Малий П.И. Система управления импульсными регуляторами переменного напряжения// Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. -1983. -Вып. 1(147). -С.16-18.

10. Браславский И.Я., Зюзев A.M., Кокшаров Л.П. Линеаризация САР скорости асинхронного электропривода с тиристорным фазовым управлением// Электричество. -1981. -N12. -С.42-46.

11. Бруфман С.С., Трофимов H.A. Тиристорные переключатели переменного тока. -М.: Энергия, 1969. -64 с.

12. Булатов О.Г., Олещук В.И. Автономные тиристорные инверторы с улучшенной формой выходного напряжения. -Кишинев: Штиинца, 1980. 113 с.

13. Бушуев B.C., Михальченко Г.Я., Саюн В.М. Энергетические характеристики преобразователей с безтрансформаторным входом при модуляции тока нагрузки// Электричество. -1994. -N10. -С.55-58.

14. Быков Ю.М., Василенко B.C. Анализ помех в вентильных системах методами теории случайных процессов// Электромагнитное совмещение силовых полупроводниковых преобразователей. -Таллин: АН ЭССР, 1981. -С.26-28.

15. Быков Ю.М. Приложение стохастических методов к проблеме электромагнитной совместимости// Силовая электроника в решении проблем ресурсо- и энергосбережения. Сборник трудов. -Харьков: ХПИ, 1993. -С.315.

16. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. -Л.: Энергия, 1980. -256 с.

17. Вегнер О.Г. Новый метод регулирования напряжения ионных выпрямителей// Электричество. -1937. -N 3. -С.29-32.

18. Вентильные преобразователи с улучшенным коэффициентом мощности. Вентильные преобразователи с естественной кошлутацией. Обзорная информация/ В.Я.Денисов, А.Н.Абрамов М.: Информэлек-тро, 1978. -4.1. -49 с.

19. Вентильные преобразователи с улучшенным коэффициентом мощности. Компенсационные способы улучшения коэффициента мощности вентильных преобразователей. Обзорная информация/ В.Я.Денисов, А.Н.Абрамов М.: Информэлектро, 1980. -4.2. -73 с.

20. Вольдек А.И. Электрические машины. -Л.: Энергия, 1974. -840с.

21. Воронов Р.В., Пухов Г.Е., Лурье Л.С. Кажущаяся мощность электрической цепи. Дискуссия// Электричество. -1954. -N4.- С.81.

22. Вязовский А.К., Торбенков Г.М., Чечушков В.Г. Преобразователь мощности для переходных режимов// Электрические станции. -М.: Энергоатомиздат, 1990. -N4. -С.77-80.

23. Гаушус Э.В. Исследование динамических систем методом точечных преобразований. -М.: Наука, 1976. -308 с.

24. Гельман М.В. Об оценке влияния вентильных преобразователей на качество электроэнергии питающей сети// Электричество. -1982. -N5. -С.73-75.

25. Гельман М.В., Лохов С.П., Цыганкова Г.А. Сравнение импульсного и фазового способов регулирование переменного напряжения// Вентильные преобразователи в энергетических установках. Сборник научных трудов N70. -Челябинск: ЧПИ, 1970. -С.86-97.

26. Гельман М.В., Кора Г.Н., Лохов С.П., Цыганкова Г.А. Исследование тиристорного регулятора мощности// Вентильные преобразователи в энергетических установках. Сборник научных трудов N70. -Челябинск: ЧПИ, 1970. -С.98-107.

27. Гельман М.В., Лохов С.П. Релейно-фазовое управление тиристорными регуляторами переменного напряжения// Асинхронный тиристорный электропривод. -Свердловск: У1Ш, 1971. -С.55-57.

28. Гельман М.В., Лохов С.П. Сравнение импульсного и фазового способов регулирование переменного напряжения// Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. -1971. -Вып.14. -С.13-16.

29. Гельман М.В., Жителев Е.И., Лохов С.П., Рыжков А.Н. Трехфазный импульсный регулятор для электропечи сопротивления// Электротехническая промышленность. Электротермия. -1971. -Вып.107. -С.11-13.

30. Гельман М. В., Лохов С.П. Об эффективности применения тиристорных широтно-импульсных регуляторов переменного напряжения// Повышение эффективности устройств преобразовательной техники. -Киев: Наукова думка, 1972. -4.1. -С.255-262.

31. Гельман М.В., Лохов С.П. Регулирование коэффициента мощности с помощью широтно-импульсных регуляторов// Электротехническаяпромьппленность. Преобразовательная техника. -1975. -Вып. 6(65). -С.13-16.

32. Гельман М.В., Лохов С.П. Тиристорные регуляторы переменного напряжения. -М.: Энергия, 1975. -104 с.

33. Гельман М.В., Колкер М.И., Лохов С.П., Полищук Я.А., Боос В.Я., Федин В.Н. Работа тиристорного контактора на нагрузку, включенную через трансформатор// Электротехническая промышленность. Электротермия. -1976. -Вып.4(164). -С.10-12.

34. Гельман М.В., Лохов С.П., Табашников А.И., Григорьев Ю.О., Добычин В.К., Расторгуев Н.П.Савицкий С.К., Флейшман Л.С. Опыт эксплуатации тиристорных преобразователей с повышенным коэффициентом мощности// Промышленная энергетика. -1984. -N5. -С.15-17.

35. Гельман М.В., Лохов С.П., Танеев Ю.А. Тиристорный преобразователь с улучшенной электромагнитной совместимостью// Электромагнитное совмещение силовых полупроводниковых преобразователей. -Таллин: АН ЭССР, 1981. -С.89-93.

36. Гладышев С.П. Анализ и синтез дискретно-управляемых преобразователей с различными законами модуляции// Проблемы преобразовательной техники. -Киев: АН УССР, 1983. -4.2. -С.43-46.

37. Гноенский Л.С., Каменский Г.А., Эльсгольц Л.Э. Математические основы теории управляемых систем. -М.: Наука, 1969. 512 с.

38. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. -М.: Госиздат физ.-мат. литературы, 1962. -1100 с.

39. Гуткин Б.М. Ионный привод постоянного тока. -М.-Л.: Энергия, 1965. -456 с.

40. Демирчян К.С., Ракитский Ю.В. Устойчивый метод ортогонализа-ции векторов для расчета электрических цепей// Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. -1981. -N4. -С.72-77.

41. Демирчян К.С., Бутырин П.А. Моделирование и машинный расчет электрических цепей. -М.: Высшая школа, 1988. -335 с.

42. Долбня В.Т. Несимметричное сеточное управление ионными выпрямителями. -Электричество. -1959. -N4.

43. Дрехслер Р. Измерение и оценка качества электроэнергии при несимметричной и нелинейной нагрузке. -М.: Энергоатомиздат, 1985. -112 с.

44. Дэвенпорт Г. Высшая арифметика. -М.: Наука, 1965. -175 с.

45. Жарков Ф.П. Об одном способе определения реактивной мощности// Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. -1984. -N2. -С.73-81.

46. Жарков Ф.П. Оптимизация энергопередачи при несинусоидальных режимах. Учебное пособие по курсу ТОЭ. -М.: МЭИ, 1992. -40 с.

47. Жарский Б.К., Голубев В.В. Импульсные способы регулирования переменных напряжений// Повышение эффективности устройств преобразовательной техники. -Киев: Наукова думка, 1972. -4.1. -С.237-247.

48. Жарский Б.К., Голубев В. В. Импульсное регулирование переменного напряжения// Препринт-96. -Киев: ИЭД АН УССР, 1975.-60 с.

49. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л. О методах расчета реактивной мощности при несинусоидальных режимах// Промышленная энергетика. -1985. -N12. -С.40-41.

50. Замараев Б.С. Обобщенные энергетические показатели потребителей электроэнергии// Электрооборудование и автоматизация промышленных установок. Сборник*трудов. -М.: ВЗПИ, 1973. -Вып. 84. -С.168-175.

51. Замараев Б.С., Солодухо Я.Ю. Обобщенные энергетические показатели систем с вентильными преобразовательными устройствами// Современные задачи преобразовательной техники. Киев: ИЭД АН УССР, 1975. -4.4. -С.21-26.

52. Замараев Б.С., Райхман Э.Н. Влияние тиристорных электроприводов на электроснабжающие сети// Итоги науки и техники. Электропривод и автоматизация промышленных установок. -М.: ВИНИТИ, 1977. -Том 5. -93 с.

53. Замараев Б.С. Снижение потерь электроэнергии в электроснаб-жающих сетях// Промышленная энергетика. -1977. -N6. -С.28-30.

54. Замараев Б.С. Критерии минимума потерь энергии в электро-снабжавдей сети// Электромагнитное совмещение силовых полупроводниковых преобразователей. -Таллин: АН ЭССР, 1981. -С.29-33.

55. Земляной Ю.М. Применение кватернионов для определения составляющих полной мощности в линейных цепях с несинусоидальнымитоками// Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. -1973. -Вып.2(73). -С.12-14.

56. Зиновьев Г.С. Основы преобразовательной техники. Выпрямители с улучшенным коэффициентом мощности. -Новосибирск: НЭТИ, 1971.-4.2. -80 с.

57. Зиновьев Г. С. Вентильные компенсаторы реактивной напряжения// Современные задачи преобразовательной техники. -Киев: ИЭД АН УССР, 1975. -4.2. -С.247-252.

58. Зиновьев Г.С. Построение аксиоматической теории мощности// Силовая полупроводниковая техника. -Новосибирск: НЭТИ, 1982. —С.3—28.

59. Зиновьев Г.С. Критерии эффективности энергопроцессов в вентильных преобразователях// Препринт 342. -Киев: ИЭД АН УССР, 1983. -31 с.

60. Зиновьев Г. С. Прямые методы расчета энергетических показателей вентильных преобразователей. -Новосибирск: Изд. Новосибирского университета, 1990. -220 с.

61. Иванчук Б.Н., Липман P.A., Рувинов Б.Я. Тиристорные и магнитные стабилизаторы напряжения. -М.: Энергия, 1968. -111 с.

62. Иванчук Б.Н., Рувинов Б.Я. Параметрические стабилизаторы напряжения на полупроводниковых приборах приборах и магнитных усилителях. -М.: Энергия, 1971. -129 с.

63. Изаков Ф.Я., Попова С. А. Энергосберегающие системы автоматического управления микроклиматом. -Челябинск: ЧИМЭСХ, 1988. -49 с.

64. Инерционный метод расчета электрических нагрузок/ А.К.Шидловский, Э.Г.Куренный, E.H.Дмитриева, А.А.Пожидаев. -Киев: Ин-т электродинамики АН УССР. Препринт, 1983. N304. -16 с.

65. Каганов И.Л. Электронные и ионные преобразователи. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1956. -Ч.З. -358 с.

66. Кадомский Д.Е. Активная и реактивная мощности -характеристики средних значений работы и энергии периодического электромагнитного поля в элементах нелинейных цепей// Электричество. -1987. -N7. -С.39-43.

67. Калантаров П.Л., Нейман Л.Р. Теоретические основы электротехники. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1951. -464 с.

68. Кантор И.Л., Солодовников A.C. Гиперкомплексные числа.- М.: Наука, 1973. -144 с.

69. Карташов Р. П. Регулирование переменных напряжений широтно-импульсным способом// Устройства преобразовательной техники. -Киев, 1969. -Вып. 3. -С.182-189.

70. Кирпатовский С. И. Обоснование теории полной мощности многофазной цепи// Известия вузов. Энергетика, 1959. -N2. -С.30-41.

71. Князевский Б.А., Лившиц B.C. 0 коэффициенте использовании мощности промышленных электроприемников// Электричество. -1968. -С.6-9.

72. Кобзев A.B. Многозонная импульсная модуляция. -Новосибирск: Наука, 1979. -304 с.

73. Колкер М.И.,Полищук H.A. Бесконтактные регуляторы напряжения для электропечей сопротивления. -М.: Энергия, 1971. -81 с.

74. Колкер М.И., Полищук Я. А. Бесконтактные регуляторы напряжения для электропечей сопротивления. -М.: Энергия, 1971. -81 с.

75. Колкер М.И., Полищук Я.А., Обухов С.Г., Яров В.М. Электропечи сопротивления с широтно-импульсным управлением с применением тиристоров. -М.: Энергия, 1977. -104 с.

76. Колмогоров А.Н.,Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа. -М.: Наука, 1968. -496 с.

77. Комлев В.П., Малафеев С.И. Энергетические характеристики нелинейных электрических цепей// Владимир. политехи, ин-т.

78. Владимир, 1982,- 15 с. Депонировано в "Информэнерго", 1983, Ш221эн-Д83.

79. Кривоносов В.Н., Горбачев Г.Н. Тиристорный ключ с широтно-импульсным регулированием в установках индукционного нагрева.// Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. -1983. -Вып. 1(147). -С.13-16.

80. Крогерис А.Ф., Трейманис Э.П. Ортогональные составляющие кажущейся мощности в несимметричных несинусоидальных системах// Изв.АН Латв.ССР. Серия физич. и технич. наук. -1983. -N3.

81. Крогерис А.Ф., Рашевиц К.К., Трейманис Э.П., Шинка Я.К. Оценка энергетических цроцессов по мгновенной мощности// Электричество. -1987. -N7. -С.31-35.

82. Круг К.А. Основы электротехники. Теория переменных токов. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1946. -Том 2. -636 с.

83. Кучумов Л.А., Спиридонова Л.В. Снижение потерь энергии при использовании компенсирующих устройств, улучшающих качество напряжения// Сборник трудов ЛПИ N380.- Л.: ЛПИ, 1981. -С.73-77.

84. Лабунцов В.А., Обухов С.Г., Яров В.М. Регулирование среднего и действующего значений напряжения преобразователя с высоким значением коэффициента мощности// Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. -1971. -Вып.18. -С.24-26.

85. Лабунцов В.А., Чжан Дайжун. Однофазные полупроводниковые компенсаторы пассивной составляющей мгновенной мощности// Электричество, 1993. -N12. -С.20-32.

86. Лабунцов В.А., Чжан Дайжун. Компенсаторы неактивной мощности на вентилях с естественной коммутацией// Электричество. -1996. -N9. -С.55-59.

87. Липковский К. А. Трансформаторно-ключевые исполнительные структуры преобразователей переменного напряжения. -Киев: Наукова думка, 1983. -214 с.

88. Лохов С.П. Кандидатская диссертация "Разработка и исследование тиристорных регуляторов мощности нагревательных установок ". -Челябинск: ЧПИ, 1972. -182 с.

89. Лохов С.П. Особенности релейного регулирования переменного напряжения// Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей. Сборник научных трудов N124. -Челябинск: ЧПИ, 1973. -С.128-134.

90. Лохов С.П. О разложении несимметричного несинусоидального изменяющегося тока на составляющие и определении понятия "коэффициент мощности"// Современные задачи преобразовательной техники. -Киев: ИЭД АН УССР, 1975. -4.5. -С.270-275.

91. Лохов С.П.,Боос В.Я. Тиристорно-трансформаторный регулятор переменного напряжения как элемент САР// Тиристорные преобразователи величины напряжения переменного тока. -Киев: Общество "Знание" УССР, 1976. -С.14-15.

92. Лохов С.П., Гельман М.В., Месеняшин Г.С. Управляемый выпрямитель с естественной коммутацией и повышенным коэффициентом мощности// Известия вузов. Энергетика. -1976. -N12. -С.111-115.

93. Лохов С.П. Особенности работы тиристорного ключа переменного тока на параллельно включенные активную и индуктивную нагрузки// Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. -1978. -Вып.2(97). -С.8-9.

94. Лохов С.П. К расчету энергетических показателей тиристорных преобразователей// Проблемы преобразовательной техники. -Киев: АН УССР, 1979. -4.2. -С.87-90.

95. Лохов С.П. Энергетические показатели вентильных преобразователей и поверхностный эффект// Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей. Сборник научных трудов N270. -Челябинск: ЧПИ, 1982. -С.77-81.

96. Лохов С.П. Расчет колебаний напряжения сети// Электричество. -1983. -N8. -С.54-56.

97. Лохов С.П., Файда Л.Ф. Расчет энергетических показателей группы импульсных показателей переменного напряжения// Проблемы преобразовательной техники. -Киёв: АН УССР, 1983. -4.2. -С.68-71.

98. Лохов С.П. 0 возможности применения вентильных преобразователей в комплексе мер по выравниванию графиков нагрузки// Проблемы преобразовательной техники. -Киев: АН УССР, 1983. -Ч.З. -С.80-83.

99. Лохов С.П., Файда Л.Ф. Система поочередно -последовательной синхронизации импульсных преобразователей переменного напряжения// Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. -1984. -Вып.11 (169). -С.7-9

100. Лохов С.П., Иоффе Ю.С., Файда Л.Ф. Однофазный тиристорный стабилизированный преобразователь переменного напряжения для электропечей сопротивления// Электротехническая промышленность. Электротермия. -1984. -Вып.12 (262). -С.10-12.

101. Лохов С.П. Некоторые основы экономической теории энергетических показателей// Исследование автоматизированных электроприводов, электрических машин и вентильных преобразователей. Тематический сборник научных трудов. -Челябинск: ЧПИ, 1985. -С.125-134.

102. Лохов С. П. Основы теории относительных симметричных совместимости силовых полупроводниковых преобразователей. Тезисы докладов Третьего всесоюзного научно-технического совещания. -Таллин: АН ЭССР, 1986. -4.1. -С.160-161.

103. Лохов С.П., Файда Л.Ф. Исследование влияния импульсных преобразователей для электропечей сопротивления на напряжение сети. -Депонировано в ВИНИТИ 17.12.1986, Ш686-В86 через редакцию "Известия вузов. Энергетикап, Минск, 1986. -30 с.

104. Лохов С.П. Интегральные энергетические показатели сложных электрических систем// Первая всесоюзная конференция по теоретической электротехники. Секция 1,2. Ташкент: АН СССР, 1987. -С.18-19.

105. Лохов С.П., Мартынов В.П. Микроцроцессорный наблюдатель для релейно-импульсных САР// Микропроцессорные системы. Тезисы докладов II Всесоюзной научно-технической конференции. -Челябинск: ЧПИ, 1988. -С.99.

106. Лохов С.П. Энергетические составляющие в сетях с вентильными преобразователями// Силовая полупроводниковая техника и ее црименение в народном хозяйстве (Тезисы докладов). -Челябинск: ЧПИ, 1989. -С.155-156.

107. Лохов С. П. Относительные балансируемые энергетические составляющие полной мощности нелинейных электрических цепей и их измерение// Силовая электроника и решение проблем ресурсо- и энергосбережения. -Харьков: ХПИ, 1993. -С.340-344.

108. Лохов С. П. Относительные балансируемые энергетические составляющие полной мощности однофазной сети// Электротехнические системы и комплексы. -Магнитогорск: Издание МГМА, 1996. -Вып.2. -С. 82-87.

109. Лохов С. П. Относительные балансируемые энергетические составляющие полной мощности трехфазной сети. -Там же. -С. 88-93.

110. Лохов С.П. Энергетические составляющие мощности вентильных преобразователей. Однофазные цепи. -Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 1999. -4.1. -106 с.

111. Лохов С.П. Энергетические составляющие мощности вентильных преобразователей. Многофазные цепи. -Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 1999. -4.2. -123 с.

112. Лурье Л. С. Кажущаяся мощность трехфазной системы// Электричество. -1951. -N1. -С.17-21.

113. Маевский O.A. Энергетические показатели вентильных преобразователей. -М.: Энергия, 1978. -320 с.

114. Мамошин P.P., Фридлянд Л.С. Метод оценки энергетических показателей потребителей с несимметричными и нелинейными нагрузками// Труды Московского института инженеров железнодорожного транспорта. -М.: МИИЖТ, 1970, вып.340.

115. Мартынов В.П. Микропроцессорная система управления группой тиристорных преобразователей переменного напряжения для электропечей сопротивления. Автореферат канд. дис. -Челябинск: ЧПИ, 1990. -18 с.

116. Мельников H.A. Реактивная мощность в электрических системах. -М.: Энергия, 1975. -128 с.

117. Неймарк Ю.И. Метод точечных отображений в теории нелинейных колебаний. -М.: Наука, 1972. -471 с.

118. Обухов С.Г. Коэффициент мощности импульсных регулирующих устройств// Электричество. -1965. -N11. -С.36.

119. Окунь С.С., Сергиенков Б.Н., Киселев В.М. Трансформаторно-тиристорные регуляторы-стабилизаторы напряжения. -М.: Энергия, 1969. -184 с.

120. Основы теории цепей. Учебник для вузов/ Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил A.B., Страхов C.B. М.: Энергия, 1975. -Изд. 4-е.-752 с.

121. Пенфилд П., Спенс Р., Дюинкер С. Энергетическая теория электрических епей. -М.: Энергия, 1974. -152 с.

122. Полупроводниковые преобразователи электрической энергии/ Крогерис А.Ф., Рашевиц К.К., Рутманис Л., Трейманис Э.П., Шинка Я.К. -Рига: Зинатне, 1969. -531 с.

123. Поскробко A.A., Братолюбов В.Б. Бесконтактные коммутирующие и регулирующие полупроводниковые устройства на переменном токе. -М.: Энергия, 1978. -192 с.

124. Потери электроэнергии в электрических сетях энергосистем/ И.Э.Воротницкий, Ю. С.Железко, В.Н.Казанцев и др. Под ред. В.Н.Казанцева. -М.: Энергоатомиздат, 1983. -368 с.

125. Попов В.П. Основы теории цепей. М.: Высшая школа, 1985. -496 с.

126. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебн. пособие для вузов/ Д.В.Васильев и др.; Под ред. К.А.Самойло. -М.: Радио и связь, 1982. -582 с.

127. Регуляторы мощности тиристорные типа РМТ-250-380 УЧ и РМТ-630-380 УЧ. Информация НИИ завода "Электровыпрямитель*. -Саранск, 1972.

128. Резник Л.Ф., Торбенков Г.М., Чечушков В.Г. Об одном подходе к определению составляющих мощности произвольной цепи// Электричество. -1987. -N7. -С.43-45.

129. Ректорис К. Вариационные методы в математической физике и технике: Пер. с англ. -М.: Мир, 1985. -590 с.

130. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. М.: Энергоатомиздат, 1992. -296 с.

131. Савиновский Ю.А. Основы общей теории дросселей как нелинейных ферромагнитных устройств. Автореферат докторской диссертации. -Горький: ГПИ, 1974.

132. Сарв В. Вентильные цепи регулирования напряжения с управляемым межфазным энергообменом. -Таллин: Валгус, 1986. -184 с.

133. Синегубко Ю.Е., Гайдамака В.И. Некоторые вопросы анализа и расчета стабилизаторов напряжения с многотактной коммутацией// Вопросы радиоэлектроники. Серия общетехническая. -1968. -Вып. 26.

134. Скаржепа В.А., Шелехов К.В. Цифровое управление тиристорны-ми преобразователями. -Л.: Энергоатомиздат, 1984. -160 с.

135. Солодухо Я.Ю. Состояние и перспективы внедрения в электропривод статических компенсаторов реактивной мощности. Реактивная мощность в цепях с несинусоидальными токами и статические устройства для ее компенсации. -М.: Информэлектро, 1981. -89 с.

136. Сооярв Ю.Э., Туйск A.M. Симметрирующие схемы регулирования однофазного напряжения на базе управляемого межфазного автотрансформатора// Силовая электроника в решении проблем ресурсо- и энергосбережения. Сборник трудов. -Харьков: ХПИ, 1993. -С.356-360.

137. Супрунович Г. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок. -М.: Энергоатомиздат, 1985. -137 с.

138. Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. -М.: Энергия, 1976. -544 с.

139. Томсон Т. Управляемые выпрямители для групповой нагрузки. -М.: Энергоатомиздат, 1989.- 96 с.

140. Туманов И.М., Алтунин Б.Ю. Тиристорные и тиристорно-контактные установки для стабилизации и регулирования параметровэлектроэнергии. Учебное пособие// Нижегородский гос.техн. ун-т. -Н.Новгород, 1993.- 223 с.

141. Файда Л.Ф., Лохов С.П. К оценке влияния не синусоидальности напряжения на асинхронные двигатели// Вопросы теории и расчета элементов систем автоматизированного электропривода. -Хабаровск: ХПИ, 1982. -С.58-63.

142. Файда Л.В., Лохов С.П. Принцип оптимального технологического распределения мощностей между преобразователями// Проблемы преобразовательной техники. -Киев: АН УССР, 1987. -4.2. -С.228-229.

143. Файда Л.Ф. Повышение энергетических показателей групп тиристорных преобразователей переменного напряжения для безтранс-форматорных электропечей сопротивления. Автореферат канд. дис. -Горький: ГПИ им. Жданова, 1988. -18 с.

144. Файнштейн Э.Г. К вопросу о полной мощности многофазной электрической цепи// Известия ВУЗов. Энергетика. -1963. -N7. -С.30-37.

145. Феоктистов H.A. Тиристорные устройства управления и защиты бытовых аппаратов и электротехнологических установок. -М.: ГАСБУ, 1996. -224 с.

146. Фильц Р.В. Математические основы теории электромеханических преобразователей. -Киев: Наукова думка, 1979. -203 с.

147. Фишлер Я.Л., Урманов Р.Н. Преобразовательные трансформаторы. -м.: Энергия, 1974. -224 с.

148. Хохлов Ю.И. Компенсированные выпрямители с фильтрацией в коммутирующие конденсаторы нечетнократных гармоник токов преобразовательных агрегатов. -Челябинск: ЧГТУ, 1995. -355 с.

149. Чванов В.А. Многомостовые вентильные цепи как средство решения проблемы качества электроэнергии преобразовательных устройств// Электротехника. 1989. -N8. -С.2-8.

150. Чванов В.А., Розанов Ю.К. Автономные инверторы со стабилизированными параметрами. Силовая преобразовательная техника. Итоги науки и техники. -М.: ВИНИТИ, 1984. -Том 3. -80 с.

151. Чиженко И.M. Выпрямители с опережающим углом сдвига// Информационное письмо N3/37. -М.: Госэнергоиздат, 1957. -110 с.

152. Цыпкин Я.З. Теория релейных систем автоматического регулирования.- М.: Гостехиздат, 1955. -456 с.

153. Цытович Л.И. Многозонные развертывающие преобразователи для систем управления вентильными электроприводами и технологической автоматикой. Учебное пособие. -Челябинск: ЧГТУ, 1996. -67 с.

154. Шапиро C.B., Серебряков A.C., Пантелеев В.И. Тиристорные и магнитно- тиристорные агрегаты питания электрофильтров очистки газа. -М.: Энергия, 1978. -112 с.

155. Шиллинг В. Схемы выпрямителей, инверторов и преобразователей частоты. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1950. -464 с.

156. Шубенко В.А., Браславский И.Я. Тиристорный асинхронный электропривод с фазовым управлением. -М.: Энергия, 1972. -200 с.

157. Ямбиков В.А.,Цибер А.Л.«Медведева H.H. Регулятор-стабилизатор с изменяющимся периодом регулирования// Современные задачи преобразовательной техники. -Киев: ИЭД АН УССР, 1975. -4.5. -С.318-328.

158. Curtice D.H., Redoch T.W. An assessment of load frequency control Impacts caused by small wind turbins.- IEEE Tranc.on Power Apparatus and Systems. -1983, v.102, N1, c.162-170.

159. Czarneckl Leszek S. Power Theories of Periodic Nonsinusoi-dal Systems. -Rozprawy Elektrotechniczne. -1985, 31. p. 659-685.

160. Dynamische Stromtarife, erstrebenswert fur die Bundesrepublik Deutschland? Brennst. - Warme Kraft. - 1987 , 39, N1-2, 22-26. (нем).

161. Peinberg R. Das Verhältnis von primär- zu sekundar-bllndleIstung bei hukkkiirven-umricht ern. Elektrotecnic und Maschinenbau, Wien, 20, 1933, H 34, c.457-460.

162. Filipskl P. Pomiar pradu biernego 1 mocy bierney w ukiadach о przebiegach odksztalconych. -Przeglad Elektro techniczny, 1982, r.58, nr.7, с. 150-154, (польск).

163. Fryze S. Wirk-, Blind-und Scheinleistung in elektrischen Stromkzeisen mit nichtsinusformigen Verlauf von Strom und Spannung. -Elektrotechnische Zeitschrift. 1932 -H25, 26, 29. -S. 596-599, 625-627, 700-702.

164. Gallagher P.J., Shepherd W. Operation of Two Parallel-Connected Thyristor Controlled Resistive Loads with Integral Cycle Triggering. -IEEE Transactions on Industrial Elecronics and Control Instrumentation, 1975 , 22, n.4. -P. 510-515.

165. Harashima F., Inaba H., Tsuboi K. Closed-Loop Control System for the Reduction of Reactive Power Required by Electronic Converters. -IEEE Trans. Ind. Electron, and Contol Instr. -1976, v.23, N2. -P.162-166.

166. Heising Otto. Kurze Regelzeit mit hohem Wirkungsgrad. -Elektrotechnik (BRD), 1976, 58, n. 9. S.18-20. (нем.).

167. Leistungsstellglieder zur elektronschen Temperaturregelung. Elektriker, 1970 , 9, n.8. -S. 231-232. (нем).

168. Mehta P., Darwish M. Active reactive-power controller// IEEE Proc. Elec. Power Appl. -1995. -142, N6. -P.405-409.

169. Modlficaion of power system operation for significant wind generation./ R.A.Schlueter a.o.// IEEE Tranc. on Power Apparatus and Systems. -1983, v.102, N 1. -P.153-161.

170. Nakano Hirotaml, Murase Tsuyoshi, Togasawa Satoshi, Nabae Akira// Denkl gakkal roubunshi. D.Sanyo oyo bumonshl;= Trans. Inst. Elec. Eng. Jap. D. -1995. -115, N4. -C.387-393. (Яп).

171. Owen A.R. Cycle syncopation a.c. control. -Electrical Reviev. (Gr. Brit.), 1971, 188, n.l. -P. 15-17 (англ).

172. Reason J. When a slower ramp rate makes economic sense. -Elec. World. -1988 , 202. -N4. 38 , 40.

173. Rowe N.P. The summation oi randomly varying phasors or vectors with particular reference to harmonic levels. -International conference sourges effects of power system. London, 1974.

174. Tsubol K., Harashlma P. Real time mearsument and estimation of reactive power required by semiconductor power converters. -IECI Annual Conf. Proceedings Ind. Electronics and Control Instr. Philadelphia, Pa, 1977. -P. 68-72.

175. Perfectionnement aux montages redresseure et redresseurs -onduleurs Cie Electro-Mecauique. Патент Франции N1400610, H02m. Заявл. 18.04.64, опубл. 20.04.65. См.также РЖ "Электроника и ее применение", 1966, N8, 8В162П.

176. А.с. СССР N 310342. Способ регулирования напряжения/ Лабунцов В.А., Обухов С.Г., Яров В.М. Заявл. 26.01.70. Опубл. в бюлл., 1971, N23.

177. А.с. СССР N 337899. Способ регулирования напряжения группы регуляторов/ Лабунцов В.А., Обухов С.Г., Яров В.М. Опубл. в бюлл., 1972, N 15.

178. А.с. N 492982. Способ управления вентильным преобразователем/ Зиновьев Г.С. -Заявл. 11.07.72. Опубл. в бюлл., 1975, N 43.

179. А.с. N 739426. Устройство для измерения средней мощности основной составляющей тока в трехфазных сетях/ Кучумов Л.А., Спиридонова Л.В.- Опубл. в бюлл., 1980, N21.

180. А.с. СССР N 877784. Способ управления тиристорным регулятором переменного напряжения/ Яров В.М., Вебер В.Л. Заявл. 13.07.79. Опубл. В бюлл., 1981, N 40.

181. A.c. СССР N 1494110. Устройство компенсации мощности искажений/ Демирчян К.С., Жарков Ф.П., Дубовик Е.П., Егоров В.Ю. МКИ Н02 J 3/18. Заявл. 23.11.87. Опубл. 15.07.89 в бюлл., N26.

182. A.c.N 352265. Многофазный импульсный регулятор/ Гельман М.В.,Лохов С.П. -Заявл.20.01.69. Опубл. в бюлл., 1972, N28.

183. A.c. N 425173. Способ управления широтно-импульсным регулятором переменного напряжения/ Гельман М.В., Лохов С.П.-Заявл. 03.12.69. Опубл. в бюлл., 1974, N15.

184. A.c. N 350110. Релейно-фазовый регулятор переменного напряжения/ Гельман М.В., Лохов С. П. Н 02т 5/22 Заявл. 02.04.70. Опубл.в бюлл., 1972, N26.

185. A.c. N 377752. Способ управления группой импульсных регуляторов/ Гельман М.В., Лохов С.П., Рыжков А.Н. -Заявл. 13.04.70. Опубл. в бюлл., 1973, N18.

186. A.c. N 363965. Широтно-импульсный регулятор переменного тока/ Гельман М.В., Лохов С.П. -Заявл. 22.05.70. Опубл.в бюлл., 1972, N4.

187. A.c. N 415790. Генератор периодического напряжения широтно-импульсных модуляторов/ Гельман М.В., Лохов С.П. -Заявл. 21.12.70. Опубл. в бюлл., 1974, N6.

188. A.c. N 395826. Способ синхронизированного управления широтно-импульсным регулятором/ Гельман М.В., Лохов С.П., Рыжков А.Н. Заявл. 25.01.71. Опубл. в бюлл., 1973, N35.

189. A.c. N 403006. Способ управления тиристорным регулятором/ Гельман М.В., Лохов С.П. -Заявл. 17.05.71. Опубл. в бюлл., 1973, N42.

190. A.c. N 705354. Способ измерения пассивной составляющей тока/ Лохов С.П. -Приоритет от 10.03.72. Опубл. в бюлл., 1979, N47.

191. A.c. N 495653. Регулятор переменного тока/ Лохов С.П., Гельман М.В., Боос В.Я. -Заявл. 31.03.72. Опубл. в бюлл., 1975, N46.

192. A.c. N 739705. Способ управления тиристорным регулятором переменного напряжения/ Гельман М.В., Лохов С.П., Боос В.Я. -Заявл. 06.04.72. Опубл. в бюлл.,1980, N21.

193. A.c. N 557460. Многофазный управляемый выпрямитель/ Гельман М.В., Лохов С.П., Голубцов В.Л., Фишлер Я.Л., Флейшман Л.С. -Заявл. 24.04.72. Опубл.в бюлл., 1977, N17.

194. A.c. N 570035. Регулятор нацряжения переменного тока/ Гельман М.В., Лохов С.П., Уткин А.И., Фишлер Я.Л. -Заявл. 25.04.72. Опубл. в бюлл., 1977, N31.

195. A.c. 756591. Способ управления преобразователем/ Лохов С.П. -Заявл. 23.11.73. Опубл.в бюлл., 1980, N30.

196. A.c. N 604120. Фазосдвигающее устройство/ Лохов С.П. -Заявл. 28.01.74. Опубл. в бюлл., 1978, N15.

197. A.c. N 549794. Устройство для регулирования переменного нацряжения/ Гельман М.В., Лохов С.П., Боос В.Я. -Заявл. 05.08.75. Опубл. в бюлл.,1977, N9.

198. A.c. N 692054. Способ управления тиристорным регулятором переменного нацряжения и устройство для его осуществления/ Лохов С.П., Гельман М.В., Боос В.Я. -Заявл. 04.01.76. Опубл. в бюлл., 1976, N38.

199. A.c. N 682992. Способ управления преобразователем на ключевых элементах с выходом на переменном токе и устройство для его осуществления/ Лохов С.П., Гельман М.В., Боос В.Я. -Заявл. 04.01.76. Опубл. В бюлл., 1979, N32.

200. A.c. N 692055. Способ управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения питания трансформатора/ Лохов С.П., Гельман М.В., Боос В.Я. -Заявл. 04.01.76. Опубл. в бюлл., 1979, N38.

201. A.c. N 588613. Система управления группой импульсных регуляторов/ Лохов С.П., Боос В.Я., Тельман М.В., Евсеев Б.А., Рыжков А.Н. -Заявл. 16.04.76. Опубл. в бюлл., 1978, N2.

202. A.c. N 851728. Способ управления тиристорно трансформаторным регулятором переменного напряжения/ Боос В.Я., Гельман М.В., Лохов С.П. -Заявл. 25.04.77. Опубл.в бюлл., 1981, N28.

203. A.c. N 773968. Устройство для контроля мощности электропечи/ Лохов С.П., Малий П.И., Шубин В.Н. -Заявл. 30.11.78. Опубл. в бюлл., 1980, N39.

204. A.c. N 836735. Устройство для управления последовательно соединенными тиристорами/ Лохов С.П., Боос В.Я., Гафиятуллин Р.Х., Гельман М.В., Гиенко Д.Н., Гомберг Б.Н., Лыков О.М., Усынин Ю.С. -Заявл. 13.07.79. Опубл. в бюлл., 1981, N21.

205. A.c. N 830360. Импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока/ Харасов Х.К., Лохов С.П., Гельман М.В.- Заявл. 17.07.79. Опубл. в бюлл., 1981, N18.

206. A.c. N 935897. Регулятор переменного напряжения/ Лохов С.П. -Заявл. 09.01.80. Опубл. в бюлл., 1982, N22.

207. A.c. N 951636. Регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения в переменное/ Лохов С.П., Верба И.В., Иоффе Ю.С., Резников В.И., Смердов Г.А. -Заявл. 05.03.80. Опубл. в бюлл., 1982, N30.

208. A.c. N 902165. Устройство для управления полупроводниковым вентилем/ Гиенко Д.Н., Лохов С.П. -Заявл. 23.04.80. Опубл. в бюлл., 1982, N4.

209. A.c. N 921120. Устройство для контроля мощности электропечи/ Лохов С.П., Малий П.И., Рыжков А.Н., Сивко А.П., Файда Л.Ф., Хмелевцов А.Д., Шубин В.Н. -Заявл. 09.07.80. Опубл. в бюлл., 1982, N14.

210. A.c. N 922963. Устройство для управления тиристорами/ Лохов С.П., Гиенко Д.Н., Тарифов Р.Б., Флейшман Л.С., Синепольский В.А. -Заявл. 01.08.80. Опубл. в бюлл., 1982, N15.

211. A.c. N 928560. Устройство для управления полупроводниковыми ключами/ Гельман М.В., Гиенко Д.Н., Лохов С.П., Тарифов Р.Б., Флейшман Л.С., Синепольский В.А. -Заявл. 01.08.80. Опубл. в бюлл., 1982, N18.

212. A.c. N 942016. Умножитель частоты/ Лохов С.П., Поносов В.А., Тарифов Р.Б., Флейшман Л.С. -Заявл. 24.09.80. Опубл.в бюлл., 1982, N25.

213. A.c. N 996949. Устройство для контроля мощности электропечи/ Лохов С.П., Файда Л.Ф., Абдрафиков С.Н., Боровитин А.И., Нефедов П.Ф. -Заявл. 01.07.81. Опубл. в бюлл., 1983, N6.

214. A.c. N 1020958. Способ управления группой импульсных преобразователей/ Лохов С.П. -Заявл. 29.07.81. Опубл. в бюлл., 1983, N20.

215. A.c. N 1001433. Устройство для управления группой импульсных преобразователей/ Лохов С.П., Файда Л.Ф., Рыжков А.Н. -Заявл. 21.10.81. Опубл.в бюлл., 1983, N8.

216. A.c. N 1146774. Преобразователь переменного напряжения в постоянное/ Лохов С.П., Флейшман Л.С., Мурзицков В.Н., Давшков И.К. -Заявл. 14.01.82. Опубл.в бюлл., 1985, N11.

217. A.c. N 1095456. Нагревательная резистивная установка/ Лохов С.П., Рыжков А.Н., Файда Л.Ф., Евдокимов В.В. -Заявл. 03.08.82. Опубл.в бюлл., 1984, N20.

218. A.c. N 1138900. Устройство для управления регулятором переменного напряжения/ Лохов С.П., Верба И.В., Иоффе Ю.С., Резников В.И., Смердов Г.А. -Заявл. 22.02.83. Опубл.в бюлл., 1985, N5.

219. A.c. N 1132337. Устройство для управления группой импульсных преобразователей/ Файда Л.Ф., Лохов С.П., Рыжков А.Н., Евдокимов В.В. -Заявл.04.04.83. Опубл. в бюлл., 1984, N48.

220. A.c. N 1284443. Способ управления группой импульсных преобразователей/ Лохов С.П. -Заявл. 27.09.83. Опубл. в бюлл., 1997, N34.

221. A.c. N 1260866. Измерительный преобразователь тока/ Лохов С.П., Осипов О.И., Емельянов В.Ю., Таубес В.Я., Гареев В.К., Силов С.Н. -Заявл. 05.10.84. Опубл. в бюлл., 1986, N36.

222. A.c. N 1246278. m-фазный преобразователь перемен- ного напряжения/ Лохов С.П., Файда Л.Ф., Рыжков А.Н., Чубрик С.С., Евдокимов В.В. -Заявл. 28.01.85. Опубл. в бюлл., 1986, N27.

223. A.c. N 1335886. Способ измерения пассивного тока электроприемника и его составляющих/ Лохов С.П. Заявл. 12.08.85. Опубл. в.бюлл., 1987, N33.

224. A.c. N 1337999. Усилитель с развязкой/ Лохов С.П., Клепиков В.А., Таубес В.Я., Захаров В.В., Гареев В.К. -Заявл. 10.11.85. Опубл. в бюлл., 1987, N34.

225. A.c. N 1448375. Преобразователь переменного тока в постоянный/ Флейшман Л.С., Гельман М.В., Лохов С.П. Заявл. 03.12.86. Опубл. в бюлл., 1988, N48.

226. A.c. N 1448376. Преобразователь переменного тока в постоянный/ Флейшман Л.С., Гельман М.В., Лохов С.П. Заявл. 03.12.86. Опубл. в бюлл., 1988, N48.

227. A.c. N 1534618. Устройство для контроля состояния тиристоров/ Лохов С.П., Файда Л.Ф., Коньков A.C., Махнев С.А. -Заявл. 20.04.88. Опубл. в бюлл., 1990, N1.

228. Патент России N 1552111. Способ определения величины потерь в сети электроснабжения/ Лохов С.П. Заявл. 18.05.88. Опубл. в бюлл., 1990, N11.

229. A.c. N 1596452. Многовходовой логический элемент/ Лохов С.П., Волков А.Ю., Мартынов В.П. -Заявл. 10.08.88. Опубл. в бюлл., 1990, N36.

230. A.c. N 1667209. Способ импульсно-фазового управления однофазным тиристорным регулятором с трансформаторной нагрузкой/ Лохов С.П. -Заявл. 16.08.88. Опубл. в бюлл., 1991, N28.

231. A.c. N 1594690. Следящий аналого-цифровой преобразователь/ Лохов С.П., Мартынов В.П. -Заявл. 23.08.88. Опубл. в бюлл., 1990, N35.

232. ГЗЗРЕДАЮ: : . . " ' УТВЕВШЮ:о сект о р^иясти тута г • !"Гламы|1 за шредер заводаабогб Д\; У 5 -м* Востря!1. ММ^кин . ^ • : 1983 г

233. В** ГС ТЛ ГЧ ■■1 • •«——Iшш^—^ «Ш

234. АКТ ВНЕДРЕН1Ш заучдо-исслодовательской работы 82/37 "Разработка и исследование группы импульсных преобразователейнаименование работы с улучшенными энергетическими показателями"26 я декабря 198^ г. Комиссия в составе: представителей завода

235. В дроцесре лнедрения выполнены следующие работы: I. Изготовлено и налажено одиннадцать импульсных преобразователей.2; Исследованы режимы работы группы преобразователей, влияние ихна качество продукции и электросеть. ""

236. Разработана техническая документация на преобразователи.

237. Технико-экономические показатели ваедрения:.

238. Предложения о дальнейшем внедрении к др.замечания: ' В 1984 г-, планируется довести количество" внедренных импульсных преобразователи до 45 штук.'

239. Представители ЧПИ: Представители завода:

240. В процессе внедрения выполнены следующие работы: Проведено теоретическое и экспериментальное исследование энергетьических преобразователей на макете в ЧПИ и на стане 1700 ЧМЗ. Заказчику передано 3 отчета.:' .

241. Разработаны и использованы во время эютеримвнФов ппйциаэтьний при.

242. Технико-экономические показатели внедрения: экономический эффект составляет 98849«бб руб. на один преобразователь или 593098 (пятьсот девяносто три тысячи девяносто восемь рублей) от применения б преобразователей в народном хозяйстве.^

243. Данный акт не является основанием ,пля финансовых расчетов между Заказчиком и Исполнителем. • „

244. Данный акт не является также основанием для.расчета экономи-ческого эффекта от разработанного в процессе выполнения

245. Предложения о дальнейшем внедрении и др.замечания: намечаете выпуск агрегата и диодного шкафа для Севере кого трубопрокатного завода ; "

246. Представители ЧПИ: Представители завода:*

247. УТВЕРДДАЮ : Зам. нач.комплекса НПК; . "Светлана"1. Н. ЛЕБВДЕВ

248. ПРОТОКОЛ промышленных испытаний макета тиристорного преобразователя переменного напряжения

249. При серийном'-выпуске нашему предприятию потребуется 4£ преоб-•азователей первоначально и затем ежегодно .для обновления.

250. От ЧПИ : От ЛОЭП "Светлана"1. Доцент *1. ЛОХОВ с. п.41. НАЧАЛЬНИК ЦЕХА Ш 70

251. В. С. ЛЕВКО» MexgHíÍK цеха1. А. С/ШИЛОВ

252. ПРОТОКОЛ технического с#вещанмот И/У1-1982 гада.1. Присутствовали:

253. От БМК Дмитриев В.М. начальник; цеха # 10

254. Карпушов В.И. . пом. начальника , цехе Л 10 Пальгов Ю.А. - мастер по ах,оборудовав» Точилхина З.И. - технолог цеха.

255. От Челябинского политехнического института

256. Лохов С.П. старший научный сотрудник.

257. Совещание изучило материалы испытаний разработанного ,;В ЧПИ импульсного преобразоважеля племенного напряжения i» t печи Л 33 типа США участка отжига иикропроводоки цехеНО

258. При испытании производилась вались активной мощнее** импульсного преобразователя автоматическим потенциометром ИСНЗ-П в режимах:- стабилизации мощности преобразователем;- контроля меткости датчиком при действующей на печи схеме«

259. Согласно полученной диаграмме в режиме стабилизавд отклонений мощности не обнаружено.

260. В режиме контроля действующей схемы постоянно присутствуют колебания мощности до + 2 % с периодом порядка 10 + 20 мин.

261. В установленном режиме мощность печи составляет 3,5 ♦ 4 квт при напряжении сети 220 вольт и глубине импульсной модуляции примерно 0,5.

262. За вое время эксплуатации не замечено отрицательных явлений как в печном «рансформаторе (отунов, вибраций, механичеокюс повреждений)« зав и в работе самого преобразователя»

263. Представитель от Представительзавода "Радиокерамика" от ЧПИ1. Рук«темы

264. УТВЕРЖДАЮ" ^Проректор Челябинскоговеского института1. В.И.Соломинпс1. УТВЕРЖДАЮ"

265. Зам.руководигеяя . ^^Ш'^Р^прият ия п/я Г-46961. Г^б ®- И.Филипповиспытания однофазного гиристорного импульсно-фазового преобразователя переменного напряжения совместно с излучателем для имитатора ики кш