автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка и исследование системы "трансформатор - управляемый выпрямитель" для электролиза галлия

Введение.

1 Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Галлий и способы его получения.

1.2 Электролиз галлия.

1.3 Электротехнические системы для питания электролизеров.

1.4 Преобразовательные агрегаты для питания электролизеров галлия.

1.5 Постановка задач исследования.

2 Экспериментальные исследования электрических режимов при электролизе галлия.

2.1 Предварительные замечания.

2.2 Требования к физической модели электротехнологической установки для электролиза галлия.

2.3 Экспериментальная установка для электролиза галлия.*.

2.4 Методика проведения экспериментальных исследований.

2.5 Исследование электрических режимов при стационарных токах в электролизере.

2.6 Исследование электрических режимов при импульсных токах в электролизере.

2.7 Исследование электрических режимов при реверсивных токах в электролизере.

2.8 Выводы.

3 Разработка математической модели электролизера галлия.

3.1 Предварительные замечания.

3.2 Электротехнологическая схема электролизера галлия.

3.3 Обоснование электрической схемы замещения электролизера галлия.

3.4 Математическая модель экспериментального электролизера при стационарных токах.

3.5 Математическая модель промышленного электролизера галлия при стационарных токах.

3.6 Математическая модель экспериментального электролизера галлия для нестационарных токов.

3.7 Математическая модель промышленного электролизера галлия для нестационарных токов.

3.8 Выводы.

4 Разработка системы "трансформатор - управлямый выпрямитель" для электролиза галлия.

4.1 Требования к электротехнической системе для питания электролизеров галлия.

4.2 Обоснование силовой схемы для электролиза галлия.

4.3 Разработка модуля "силовой трансформатор - тиристорный выпрямитель".

4.4 Способы улучшения энергетических характеристик преобразовательных агрегатов для электролиза.

4.5 Разработка преобразовательного агрегата с фазоступенчатым регулированием напряжения.

4.6 Выводы.

5 Математическое описание и исследование системы "трансформатор -управляемый выпрямитель-электролизер галлия".

5.1 Предварительные замечания.

5.2 Математическое описание элементов системы Т-УВ-ЭГ.

5.3 Математическое описание системы Т-УВ-ЭГ.

5.4 Выбор программных средств моделирования.

5.5 Результаты моделирования.

5.6 Выводы.

6 Промышленные испытания преобразовательного агрегата для электролиза галлия.

6.1 Промышленный преобразовательный агрегат для электролиза галлия.

6.2 Система управления преобразовательным агрегатом для питания электролизеров галлия.

6.3 Методика промышленных испытаний.

6.4 Результаты промышленных испытаний.

6.5 Выводы.

Используемые в качестве источников питания для электролизеров электротехнические системы (ЭТС), содержащие силовые трансформаторы (Т) и управляемые выпрямители (УВ), имеют различные силовые схемы, конструкцию, выходные параметры, способы регулирования и являются наиболее крупными потребителями энергии. Поэтому современной тенденцией развития ЭТС для электролиза является повышение их энергетической эффективности. Наряду с этим к ЭТС предъявляются постоянно возрастающие требования к надежности, технологичности конструкции, массогабаритным показателям, уровню автоматизации, а также снижению эксплуатационных затрат на обслуживание и ремонт. Это в полной мере относится к ЭТС для электролиза галлия, который является одним из наиболее перспективных способов его получения из растворов глиноземного производства.

Решение проблемы повышения эффективности производства галлия способом электролиза является актуальным не только из-за высокого показателя удельного электропотребления, но и из-за стабильного и постоянно возрастающего на него спроса. Потребность в производстве галлия и его соединений обуславливается увеличением объемов и расширением области его применения в основном в отраслях "высоких технологий": производстве полупроводниковых приборов и элементов памяти, лазеров, специальных сплавов, оптике и медицине.

Параллельно с многолетним производством галлия способом электролиза проводились исследования, в основном Институтом химии твердого тела (ИХХТ) УрО РАН, в области совершенствования технологического процесса и конструкции электролизера галлия (ЭГ). В качестве источника питания ЭГ использовались известные преобразовательные агрегаты (ПА). Учитывая их ограниченные возможности, многие технологические режимы оказались не исследованными. Практически не проводились работы по повышению эффективности ЭТС для ЭГ. А главное, не проводились комплексные исследования энергетических режимов системы "трансформатор -управляемый выпрямитель-электролизер галлия" (Т-УВ-ЭГ). Это обусловлено в первую очередь сложностью технологии электролиза галлия, отсутствием физической и математической модели системы Т-УВ-ЭГ, необходимостью больших финансовых и временных затрат на проведение исследований, а также отсутствием совместного подхода к решению этой проблемы со стороны специалистов электрохимиков и электротехников.

Все эти факторы сдерживали расширение производства галлия и не гарантировали его конкурентоспособности на мировом рынке. Такое состояние вопроса обусловило актуальность решения комплекса теоретических и практических задач по повышению эффективности системы Т-УВ-ЭГ.

Дель работы состоит в разработке методов расчета и исследовании стационарных и динамических электрических режимов системы Т-УВ-ЭГ и создании энергетически эффективного промышленного агрегата на основе единого силового модуля Т-УВ.

Задачи исследования. Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие основные задачи.

1 Разработка физической модели и методики исследования электрических режимов системы Т-УВ-ЭГ.

2 Экспериментальные исследования параметров и характеристик электролизера галлия в физической модели и промышленной цепи.

3 Разработка схем замещения и математических моделей экспериментального и промышленного электролизеров галлия для статических и динамических режимов.

4 Разработка эффективной системы Т-УВ для промышленной цепи электролизеров галлия.

5 Исследование энергетических характеристик системы Т-УВ-ЭГ.

6 Разработка энергоэффективного способа регулирования выпрямленного напряжения.

7 Обоснование энергосберегающего алгоритма управления током в электролизере галлия.

8 Промышленные испытания системы Т-УВ при питании цепи электролизеров.

Методы исследования. Поставленные в работе задачи решаются с применением аппарата математического анализа, основных положений теоретических основ электротехники, теории электрических машин, вентильных преобразователей и электрохимии. Использованы методы численного решения систем дифференциальных и матричных уравнений, аналитической и кусочно-линейной аппроксимации нелинейных функций, логических и коммутационных функций. Экспериментальные исследования проводились с применением промышленной ЭВМ с платами расширения и разработанным программным обеспечением на языке С++, обработка экспериментальных данных и расчеты - на персональной ЭВМ с 32-битной платформой по разработанным цифровым моделям с использованием языка программирования С++ и пакетов МаШса<3 и МАТЬАВ.

Научная новизна работы заключается в теоретических и экспериментальных исследованиях, сущность которых содержится в следующих решённых задачах.

1 Разработана методика экспериментального исследования статических и динамических режимов электролиза галлия на физической модели и промышленной цепи.

2 Разработаны электрические схемы замещения и математические модели экспериментального и промышленного электролизеров галлия для динамических и статических режимов электролиза.

3 Разработана математическая модель системы Т-УВ-ЭГ для статических и динамических режимов электролиза.

4 Разработано программное обеспечение и исследована система Т-УВ для электролиза галлия с улучшенными энергетическими показателями.

5 Предложен и обоснован энергосберегающий алгоритм управления системой Т-УВ-ЭГ.

Практическая ценность выполненной работы заключается в следующем.

1 Создана физическая модель системы Т-УВ-ЭГ и комплект компьютерных программ для проведения экспериментов.

2 Разработана конструкция совмещенного силового модуля Т-УВ с улучшенными энергетическими и массогабаритными показателями.

3 Разработаны алгоритмы и программное обеспечение для расчета статических и динамических режимов системы Т-УВ-ЭГ.

4 Разработана и внедрена система Т-УВ для промышленной цепи электролиза галлия.

5 Предложено схемное решение, конструкция силового блока и система управления, реализующие фазоступенчатое регулирование выпрямленного напряжения, которое обеспечивает повышение коэффициента мощности ПА.

Реализация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, разработки технических и конструкторских решений использованы ОАО "Российская электротехническая компания" при подготовке технической документации и изготовлении двух преобразовательных агрегатов типа ПТР-12500/36 УХЛ4 для промышленной цепи электролиза галлия. При участии автора выполнена наладка двух агрегатов типа ПТР-12500/36 УХЛ4, с реализацией предложенного энергосберегающего алгоритма управления системой Т-УВ-ЭГ и пуск их в эксплуатацию в ООО "Галлий". Результаты теоретических и экспериментальных исследований также используются в ИХХТ УрО РАН, ООО "Галлий", ОАО "Российская электротехническая компания" и УГТУ-УПИ в их научно-исследовательской, проектно-конструкторской, производственной и образовательной деятельности.

Апробация работы. Основные результаты доложены и обсуждены на: - всероссийском электротехническом конгрессе с международным участием

На рубеже веков: итоги и перспективы". ВЭЖ-99 (Москва, 1999);

- II межвузовской отраслевой научно-технической конференции "Автоматизация и прогрессивные технологии" (Новоуральск, 1999);

- межвузовской научной конференции "Электротехника. Электромеханика. Электротехнологии." (Новосибирск, 2001);

- международной научно-технической конференции "Современные проблемы и достижения в области электротехнологий в XXI веке" (Санкт-Петербург, 2001);

- научно-технической конференции "Совершенствование энергетики цветной металлургии" (Екатеринбург, 2001);

- международном конгрессе "300 лет Уральской металлургии. Цветная металлургия - производство меди, никеля, титана и других цветных металлов" (Верхняя Пышма, 2001);

- научно-практическом семинаре "Проблемы и достижения в промышленной энергетике" (Екатеринбург, 2001);

- научно-практических семинарах "Энергосберегающая техника и технологии" (Екатеринбург, 1999, 2000, 2001).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано двадцать четыре печатные работы, получены два патента и два свидетельства на полезную модель.

Автор выносит на защиту новые научные результаты, полученные в работе.

1 Электрические схемы замещения и математические модели экспериментального и промышленного электролизеров галлия для динамических и статических режимов электролиза.

2 Силовой модуль системы Т-УВ с повышенными энергетическими показателями.

3 Методику исследования и результаты анализа режимов работы системы Т-УВ-ЭГ.

4 Энергоэффективные алгоритм и техническое решение фазоступенчатого способа регулирования выпрямленного напряжения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников и приложения.

Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований состоят в следующем.

1 Выполнен анализ полупроводниковых источников для питания электролизеров и режимов их работы.

2 Создана физическая модель системы Т-УВ и разработана методика исследования электролиза галлия.

3 Исследована система Т-ТВ-ЭГ в стационарных и динамических режимах.

4 Разработаны схема замещения и математическая модель электролизера галлия для стационарных и динамических режимов.

5 Обосновано наличие динамической вольт - амперной характеристики электролизера и ее предложена ее аппроксимация.

6 Разработана математическая модель и проведен расчет энергетических характеристик системы Т-УВ-ЭГ.

7 Разработана и запущена в промышленную эксплуатацию в ООО «Галлий» система Т-УВ

8 По результатам промышленных испытаний развито математическое описание системы Т-ТВ-ЭГ применительно к производственным установкам.

9 Обоснован и внедрен энергоэффективный алгоритм управления системой Т-УВ-ЭГ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе поставлена и решена актуальная задача разработки математического описания электролизера галлия и создания высокоэффективного источника питания электролизеров галлия и оптимального алгоритма управления.

1. Шека И. А., Чаус И. С, Митюрева Т. Т. Галлий. Киев: ГИТЛ УССР, 1963. - 296 с.

2. Технико- экономическое обоснование производства галлия: Отчет по НИР / ИХТТ УрО РАН Свердловск: 1990. - 42 с.

3. Коган Б. И. Галлий. М.: Наука, 1973. - 290 с.

4. Бюллетень иностранной коммерческой информации №118 (8162) от0710.2000.-С. 14.

5. Бюллетень иностранной коммерческой информации №26 (8222) от1003.2001.-С. 12.

6. Вершковская О. В. и др. Галлий. -М.: Наука, 1960. С. 137-141.

7. Baulisto Renato G. Gallium metal rekovery // Jam.-1989. 41 № 6. - P. 30-31.

8. Eilensen D. E. Gallium // U. S. Bur Mines, Bull., №630, 1965 P. 351-354.

9. Гецкин А. С., Лексин В. H. Извлечение редких металлов на предприятиях свинцово цинковой промышленности зарубежных стран. - М.: Металлургия, 1962. - 68 с.

10. Пат. 5030427 (США) Gallium purification. Опубл. 09.07.91. Бюл. №8.

11. Бюллетень иностранной коммерческой информации №16 (7906) от 11.02.99.-С. 11.

12. Исследования термодинамических, электрических и гальваномагнитных свойств высокотемпературных моно и полигенных жидкостей /Яценко С. П. и др. //Сб. научн. тр. ИХТТ УрО РАН. — Свердловск: 1978.-С. 7-13.

13. Иванова Р. В. Химия и технология галлия. М.: Металлургия, 1973. -398 с.

14. Шамов Н.В., Журин А.И. Извлечение галлия из оборотных алюминатных щелоков электролизом // Изв. вузов. Цветная металлургия. -1965.-№2.-С. 72-78.

15. Извлечение галлия из алюминатных растворов цементацией. А Gallium kinyerose aluminatlugokbol comentallassei / Farkas Gabor, Varhegyi Gyozo / Barinyasz, oz Kogeaz. Llapok. Kohasz. 1989. - 122, № 5. - C. 226-231.

16. Об электродных потенциалах в системе галлий алюминий / Гусарова Т. Д. и др.// Сб. науч. тр. ИМИО АН Каз. ССР, т. 25. - Алма-Ата: 1967. - С. 2530.

17. Шалавина Е. Л., Гусарова Т. Д. Цементация галлия из щелочных растворов /Сб. науч. тр. ИМИО АН Каз. ССР, т. 12. Алма-Ата: 1965. - С. 121129.

18. Патент 2127328 (РФ) Способ получения галлия из щелочно -алюминатных растворов глиноземного производства и электролизер для его осуществления //Г. М. Рубинштейн, С. П. Яценко, В. Н. Диев. Опубл. 10.03.99. Бюл. №7.

19. Хаек В. Г., Диев В. Н. и др. Изучение катодных процессов при извлечении галлия из щелочных растворов // Цветные металлы. 1985. - №6. -С. 14-15.

20. Яценко С. П, Рубинштейн Г. М., Диев В. Н. и др. Электролитический способ производства галлия // Кн. Фундаментальная наука народному хозяйству. - М.: Наука, 1990. - С. 23-28.

21. Св. на полезную модель №14214 (РФ) Электролизер получения галлия // Р. М. Школьников, В. С. Шаблаков, В. Б. Садовников, А. В. Кузнецов, Г. М. Рубинштейн, С. П. Яценко. Опубл. 10.07.2000. Бюл. №19.

22. Бродский А. И. Физическая химия, т. 1, изд. 6-е, перераб. и доп. М., Л.: ГИХЛ, 1948. - С. 697-809.

23. Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. М.: "Высшая школа", 1988. - 640 с.

24. Об электролизе галлия на галлированном катоде /Евдокименко Ф. Н. и. др. // Сб. науч. тр. ИМИО АН Каз. ССР, т. 25. Алма-Ата: 1967. - С. 49 - 53.

25. Нестационарные токи в гидрометаллургии цветных металлов: Обзор / И. В. Заузолков, М. А. Орехов и др. М.: ЦНИИцветинформации, сер. "Производство тяжелых цветных металлов". 1991. - Вып. №1. - 52 с.

26. Хан О. А., Фульман Н. И. Новое в электроосаждении цинка. М.: Металлургия, 1979. - 79 с.

27. Пискунов, И. Н., Енчев И. Д. Применение прерывистого и реверсивного тока при электроэкстракции цинка // Цветная металлургия. 1968. - №1. - С. 28-63.

28. Никулин А. Д, Родштейн JL С., Сальников В. Г., Бобков В. А. Тиристорная преобразовательная техника в цветной металлургии. М.: Металлургия, 1983. - 32 с.

29. Ташинбаев К. С., Голиков В. М. и др. Пути повышения качества катодной меди на Балхашском ГМК // Цветные металлы. 198. - №2. - С. 2022.

30. Электролиз цинка с применением нестационарных токов / Гусельников Г. М., Черкасов И. П. и др. // Цветные металлы. 1979. - №9. - С. 32-34.

31. Замурников В. М., Кистин Н. А Некоторые аспекты повышения скорости осаждения гальванопокрытий при импульсном электролизе // Гальванотехн. и обраб. поверхности. 1994. - №2. - С. 34-37.

32. Szeppessy A, Kekesi Т. Investigation of the specific energy consumption of PCR copper refining // Acta, techn. Acad. sei. hung. 1993. №3. - P. 197-209.

33. Городецкий В. А., Бобков В. А., Родштейн JI. С. Регулирование работы электролизера цинка в режиме нестационарных токов // Цветные металлы. -1980. -№4.-С. 23-25.

34. Енчев И. Електролизно получаване на никел с прилагане на различии плътности при реверсивен ток // Рудодобив и металлургия. София: 1971. -№2. - С. 52-56.

35. Освоение электролитического рафинирования меди с реверсом тока при оптимальной плотности тока / Орехов М. А., Кривоусов Б. А. и др. // Цветные металлы. 1980. - №8. - С. 18-20.

36. Дергилев Ю. П. Опыт внедрения тиристорных преобразователей в электролизном производстве кадмия // Кн. Опыт применения тиристорных преобразователей в цветной металлургии. М.: Цветметинформация, 1975. - С. 5-6.

37. Костин Н. А. Извлечение цинка из промывных вод гальванических производств импульсным электролизом // Химия и технология воды. — 1996. -№5.-С. 470-475.

38. Результаты промышленных испытаний системы некомпенсированный реверсивный преобразователь электролизная серия / Хохлов Ю. И., Менщикова JI. В. и др. // Промышленная энергетика. - 1981. - №4. - С. 25-29.

39. Модернизация электрооборудования для производства галлия / Шаблаков В. С. и др. // Промышленная энергетика. -1999. №9. - С. 19-23.

40. Управляемый реверсивный преобразователь для электролиза галлия/ Бобков А. В. и др. // Всероссийский электротехнический конгресс с международным участием ВЭЖ 99: тез. докл., т. 1. - М.: 1999. - С. 98.

41. Справочник электроэнергетика предприятий цветной металлургии. / Под ред. М. Я. Басалыгина, В. С. Копырина. -М.: Металлургия, 1991. — 384 С.

42. Марков В. Ю., Бобков В. А. Преобразовательная техника, поставляемая Российской электротехнической компанией для алюминиевых заводов // Промышленная энергетика. 1999. - С. 32-39.

43. Гарнов В. К., Вишневецкий JI. М., Левин Л. Г. Оптимизация работы мощных электрометаллургических установок. -М.: Металлургия, 1975. 336с.

44. Толстов Ю. Г., Мосткова Г. П., Ковалев, Ф. И. Силовые полупроводниковые выпрямители, управляемые дросселями насыщения. М.: Наука, 1968.-257 с.

45. Масляные трансформаторы и реакторы: Сводный каталог. -Екатеринбург: 1995.-36с.

46. Оборудование трансформаторное: Номенклатурный каталог. Екатеринбург: "Уралэлектротяжмаш", 2000. С. 7,8.

47. Фишлер Я. JL, Урманов Р. Н., Пестряева Л. М. Трансформаторное оборудование для преобразовательных установок М.: Энергия, 1989. - 320 с.

48. Электрооборудование ПО Уралэнергоцветмет: Сводный каталог. -Свердловск: Внешторгиздат, 1990. С.21 - 23.

49. Бондаренко H. Н., Братолюбов В. Б. Низковольтные преобразователи для гальванотехники и электрохимических станков М.: Энергия, 1987. - 182 с.

50. Городецкий В. А., Бобков В. А. Тиристорный источник питания многоцелевого назначения // Промышленная энергетика. 1982. - №4. - С. 2529.

51. Fichier R. A, Murison G. Е. Pover supplies for the electrochemikal industry an economic and performance comparisov betuceen diods and thyristors // IEEE Trans bid Appl. - 1984. - 20 №1. P. 74-79.

52. Spatny W., Eckert H. Thyristor Converter for Supplying Pover to Electrolysis Plants //ABB Drives, Publication No Ch-IE 132 730 E. Baden: 1996. -12 p.

53. Rectifier Systems // ABB Pover Converters, Publication NO-UE 91007E. Turgi: 1996.-10 p.

54. Мельников H. А. Реактивная мощность в электрических сетях. М.: Энергия, 1975. - 396 с.

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

56. Стабилизация тока серии электролиза алюминия / Лисин В. Р. и др. // Промышленная энергетика. 1999. - №9. - С. 12-18.

57. Преобразовательный агрегат для электролиза алюминия с микропроцессорной системой управления / Бобков А. В и др. // Энергетик. -1998.-№11.-С. 35-36.

58. Ривкин Г. А. Преобразовательные устройства. М.: Энергия, 1970. -544с.

59. Патент 2173005 (РФ) Полупроводниковый преобразователь / А. В. Бобков, О. А. Неуймин. Опубл. 27. 08.2001, бюл. №24.

60. Св. на полезную модель №15148 (РФ) Полупроводниковый преобразователь / А. В. Бобков, О. А. Неуймин.

61. Руденко В. С., Сенько В. И., Чиженко И. М. Основы преобразовательной техники. -М.: Высш. школа, 1980. -424 с.

62. Каганов И. Л. Электронные и ионные преобразователи. Ч. 3 М, Л.: Госэнергоиздат, 1956. - 528 с.

63. Сафронов А. И. Новая серия выпрямителей для гальванических ванн и других потребителей // Серия 05. Силовая преобразовательная техника: Обзор, информ. М.: Информэлектро, 1993. - 48 с.

64. Справочник по проектированию электропривода, силовых и осветительных установок. / Под. ред. Я. М. Болынама, В. И. Круповича, М. Л. Самовера. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: "Энергия", 1974. - С. 206-208.

65. Бобков А. В., Копырин В. С., Сарапулов Ф. Н. Преобразовательная установка для экспериментального исследования режимов электролиза растворов нестационарными токами // Вестник УГТУ. Екатеринбург: УГТУ -УПИ, 2000. - Вып. 8. - С. 22-27.

66. Бобков А. В. Экспериментальная преобразовательная установка по исследованию экономичных режимов электролиза редкоземельных металлов // Энергосбережение 2000, официальный каталог. Екатеринбург: 2000. - С. 113.

67. Вольтметр универсальный цифровой Щ68003. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

68. Универсальные платы аналогового и цифрового ввода / вывода ЛА-2М2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

69. Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии. Т1 М.: Мир, 1979.— 421с.

70. Файн Е. JL Разработка источников периодического тока для процессов электроосаждения покрытий // Тр. междунар. научн. техн. конф. "Прогресс-96". - Иваново: 1996. - С. 189- 190.

71. Никулин А. Д, Родштейн JI. С., Сальников В. Г., Бобков В. А. Тиристорная преобразовательная техника в цветной металлургии. М.: Металлургия, 1983. - 128 с.

72. Орехов М. А., Кривоусов Б. А. и др. Освоение электролитического рафинирования меди с реверсом тока при оптимальной плотности тока // Цветные металлы. 1980. - №8. - С. 18-20.

73. Электролиз цинка с применением нестационарных токов./ Гусельников Г. М. и др/ // Цветные металлы. 1980. - №8. - с. 14-16.77 .Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии. Т2 М.: Мир, 1979. -С. 34, 35.

74. Иванова Р. В. "Химия и технология галлия", М.: Металлургия, 1973.

75. Якименко Л.М., Модылевская И.Д., Ткачек З.А. Электролиз воды. М.: Химия, 1970. 263 с.

76. Бродский А. И. Физическая химия, т. 2, изд. 6-е, перераб. и доп. М., Л.: ГИХЛ, 1948.

77. Анфалов А. П. О режимах поддержания постоянства тока серии алюминиевых электролизеров // Промышленная энергетика. 1975. - №6. - С. 9-11.

78. Стойнов 3. Б., Графов Б. М., Савова Стойнова Б. С., Елкин В. В. Электрохимический импеданс. - М.: Наука, 1991. - 336 с.

79. Баркер Дж. К. Основные вопросы современной теоретической электрохимии: Апериодические эквивалентные цепи для фарадеевского импеданса. М.: Мир, 1965. - С. 42-90.

80. Графов Б. М., Укше Е. А. Электрохимические цепи переменного тока. -М.: Наука, 1973.- 128 с.

81. Галанин С. И. Моделирование границы раздела электрод раствор электролита при электрохимической размерной обработке прямоугольнымиимпульсами тока // Химия и химическая технология, т. 40. 1995. - Вып. 1. -С. 46-48.

82. Дехтеренко П. И., Коваленко В. П. Определение характеристик звеньев систем автоматического регулирования. -М.:Энергия, 1973. 120 с.

83. Татур Т. А., Татур В. Е. Установившееся и переходные процессы в электрических цепях: Учеб. Пособие для вузов. М:, Высш. шк., 2001. - 407 с.

84. ГусевВ. А., Модкович А. Г. Математика: Справ, материалы. М.: Просвещение, 1988. - С. 87.

85. Гусарова Т. Д. и др. Об электродных потенциалах в системе галлий -алюминий: Сб. науч. тр. / ИМИО АН Каз. ССР, т. 25. Алма-Ата: 1967. - С. 2530.

86. Бобков A.B. Электроэкономичный полупроводниковый преобразователь для производства галлия // Энергосбережение 99, Официальный каталог, Екатеринбург, 1999.

87. Вольдек А. И. Электрические машины. 3-е изд., перераб. - Д.: Энергия,1978, с. 291-296.

88. Копылов И. П. Электрические машины: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. -М.: Высш. шк.; Логос; 2000, с. 145-150.

89. Усихин В. Н. Выбор компенсирующих средств в условиях нормированных отклонений параметров электрооборудования // Промышленная энергетика. -1991. -№1. С. 33-36.

90. Крайнов С. В. и др. Пути развития статических компенсаторов // Электротехника. 1995. - №2. - С. 8^-11.

91. Энергетическая электроника: Учебн. пособие для студентов вузов, обуч. по направлению "Электроэнергетика" / Г. А. Немцев, Л. Г. Ефремов. М.: Пресс-сервис. - 1994. - 319с.

92. ШевченкоВ. В., Буре И. Г. Проблемы электромагнитной совместимости в системах электроснабжения промышленных предприятий // Электротехника. -1989. №8. - С. 19-22.

93. Кочкин В. И. и др. Тиристорный компенсатор реактивной мощности // Энергетик. 1995. - №4. - С. 16-18.

94. Вишняков H. Г. и др. Внедрение статических тиристорных компенсаторов на предприятиях черной металлургии // Вестн. НИИ электроэнерг. -М.: 1996. -С. 27-29.

95. Rastogi Mukul, Naik Rajendra, Mohan Ned. A comparative evaluation of harmonic reduction techniques three- phase utilité interface of electronic loads // ŒE Trans. Ind. Appl, 1994.-30, №5. P. 1149-1155.

96. Стрелков. M. Т. Принципы регулирования и построения силовых цепей последовательных и параллельных фильтров тока и напряжения, использующих методы широтно импульсной модуляции // Проблемы энергосбережения. - 1994. - №2-3. - С. 95-421.

97. Jin Hua, Goos Geza, Lopes Luiz. An efficient switched-reactor-based static var compensator // IEEE Trans. Ind. Appl. 1994. - 30, №4. - C. 998-1005.

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

99. Табаков С. Е. Трехфазные мостовые управляемые выпрямители с улучшенным коэффициентом мощности // Электричество. 1998. - №12. - С. 52-55.

100. Антюхин В. М., Феоктистов В. П. Улучшение энергетических показателей трехфазного мостового выпрямителя при глубоком фазовом регулировании//ЭППТ. 198. - Вып. 4 (162). - С. 12-14.

101. Пат. 277993 (Словакия). Трехфазный диодно тиристорный выпрямитель. // Kovac Dobroslav, Kovacova Irena. Опубл. 1995. №459-90

102. А. С. №1817209 (СССР). Устройство для управления трехфазным полумостовым или несимметричным мостовым тиристорным преобразователем //К. Камалов. Опубл. 1993. Бюл. №19.

103. А. С. №1248014 (СССР). Преобразователь переменного напряжения в постоянное // Б. П Краснова и др. Опубл. 1986. Бюл. №28.

104. А. С. №1288862 (СССР). Система питания // А. М. Репин. Опубл. 1987. Бюл. №5.

105. Остапенко Р. И. Мостовые выпрямители с пополуфазным управлением //Промышленная энергетика. 1984. - №5. - С. 23-29.

106. Кашкалов В. И., Половинкин Б. И. Улучшение энергетических показателей вентильных преобразователей // Промышленная энергетика. -1977. -№4.-С. 17-19.

107. Сидоров С. Н. Алгоритмы управления двухоперационными вентилями в преобразователях с непосредственной связью // Электротехника. 2001. - №5. С. 6-11.

108. Балыбердин Л. Л. и др Опыт применения силовых запираемых тиристоров в преобразовательной технике // Электротехника. 1997. - №11. - С. 37-42.

109. Ковалев Ф. И., Флоренцев С. Н. Силовая электроника: вчера, сегодня и завтра // Электротехника. 1997. - №11. - С. 2-6.

110. А. С. №1607659 (СССР). Статический преобразователь переменного напряжения для питания реактора водородного восстановления кремния // В.А.Бобков и др. Опубл. 1989. Бюл. №6.

111. А. с. №1141538 (СССР). Преобразователь переменного напряжения в постоянное // В. П. Иванов и др. Опубл. 1985. Бюл. №7.

112. Никулин А. Д. и др. Тиристорная преобразовательная техника в цветной металлургии. -М:, Металлургия, 1982. 128 с.

113. Св. на полезную модель №15944 (РФ) Управляемый выпрямитель / А. В. Бобков, В. А. Бобков, О. А. Неуймин.

114. Патент 2172056 (РФ) Управляемый выпрямитель / А. В. Бобков, В. А. Бобков, О. А. Неуймин. Опубл. 10. 08.2001, бюл. №22.

115. Управляемый выпрямитель с фазоступенчатым регулированием выпрямленного напряжения для питания электролизеров / А. В. Бобков, В. А. Бобков, В. С. Копырин. Промышленная энергетика, 2001, №6, с. 42-45.

116. Андреева Е.Г., Ковалев В.З. Математическое моделирование электротехнических комплексов: Монография / Под общ. ред. Ю.З.Ковалева. Омск: Изд-во ОмГТУ, 1999. -172с.

117. Башарин A.B., Постников Ю.В. Примеры расчета автоматизированного электропривода на ЭВМ: Учебное пособие для вызов. 3-е изд. — JI.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-е, 1990. - 512 с.

118. Васильков Ю.В., Василькова H.H. Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании: Учеб.пособие. М.: Финансы и статистика, 2001. -256с.

119. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: Учеб. Для вузов. -3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2001. - 327с.

120. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М.: Энергия, 1973.-608 с.

121. Силовые полупроводниковые приборы: Пер. с англ. под ред. В.В.Токарева, 1-е издание, Воронеж, 1995. 606с.

122. Янко-Триницкий A.A., Серый И.М, Вейнгер А.М, Лопато Б.А, Громов

123. B.В. Методы расчета и анализа электромагнитных процессов в мощных тиристорных преобразователях. Учебное пособие. Свердловск, изд. УПИ им1. C.М.Кирова, 1978. -76с.

124. Липанов В.М., Новиков В.М., Шутько В.Ф. Математическая модель тиристорного выпрямителя для двухзвенного преобразователя частоты с зависимым инвертором тока. // Материалы конференции ЭШТГ01, Екатеринбург, 2001. -с. 67-71.

125. Магетго Г. Тиристор в электротехнике. Пер. с франц. М.: Энергия, 1977. 184с.

126. Васильев A.C., Клоков А.А, Антонов A.A. Модель мощного тиристора для проектирования преобразовательных устройств / Сб.: Силовыеполупроводниковые приборы и преобразовательные устройства. Саранск, 1982. -с 28-31.

127. Булгаков A.A. Основы динамики управляемых вентильных систем. М.: АН СССР, 1963.-220 с.

128. Бессонов JI.A. Нелинейные электрические цепи. М.: Высшая школа, 1964.-430 с.

129. Заездный A.M., Кушнир В.Ф., Ферсман Б.А. Теория нелинейных электрических цепей. М.: Связь, 1968. 400 с.

130. Филиппов Е. Нелинейная электротехника. Пер. с нем. Под ред. А.Б. Тимофеева. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1976. 496 с.

131. Мерабишвили П.Ф., Ярошенко Е.М. Нестационарные электромагнитные процессы в системах с вентилями. Кишенев, 1980. - 208с.

132. Копырин B.C., Ткачук A.A. Математическое моделирование асинхронного частотно-управляемого электропривода при рекуперативном торможении. / Электротехника, №8, 1998, с 19-25.

133. Богрый B.C., Бондаренко H.H., Суконников A.A. Математическая модель шестифазной схемы выпрямления с уравнительным реактором / Сб.: Силовые полупроводниковые приборы и преобразовательные устройства. Саранск, 1982. -84-91.

134. Богрый B.C., Русских A.A. Математическое моделирование тиристорных преобразователей. М.: Энергия, 1972. -164с.

135. Атабеков Г. И. Теоретические основы электротехники, ч.1. Линейные электрические цепи, M.-JL, Госэнергоиздат, 1962, -280 е.

136. Ортега Дж., Пул У. Введение в численные методы решения дифференциальных уравнений. М.: Наука, 1986.

137. Хемминг Р.В. Численные методы. М.: Наука, 1968. 412 с.

138. Математические модели линейных индукционных машин на основе схем замещения: Учебное пособие / Ф.Н.Сарапулов, С.Ф.Сарапулов, П.Шымчак. Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2001. -236с.

139. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. М.: Солон-Р, 2000. 506с.208

140. Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB: учебный курс СПб: Питер, 2000. -432с.

141. Дьяконов В. Simulink 4. Специальный справочник. СПб: Питер, 2002. - 528с.

142. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах общего назначения. ГОСТ 13109-97. ИПК Издательство стандартов, 1998.

143. А. с. 1048954 (СССР). Программное реле времени / В. А. Городецкий, В. А. Бобков, В. Н. Павлов. Опубл. 1980, БИ №17.

144. Бобков A.B. Автоматизированная система управления источником питания электролизера галлия / Труды II межвузовской отраслевой научно -технической конференции "Автоматизация и прогрессивные технологии", часть 1, Новоуральск, 1999, с. 323-326.

145. Результаты, полученные автором, были использованы ИХХТ УрО РАН при выполнении работ по теме "Создание физико-химических основ глубокой переработки технологического сырья с использованием нетрадиционных методов" (Гос. регистрация ВНТИЦ №01.9.80010507):

146. Физическая модель системы трансформатор управляемый преобразователь, с применением которой проведен комплекс исследований электролиза галлия.

147. Методика проведения экспериментальных исследований электрических режимов электролиза галлия в лаборатории химии редких и рассеянных элементов.

148. Алгоритмы формирования токограмм при электролизе галлия, обеспечивающих минимизацию удельного расхода электроэнергии.

149. Микропроцессорные система управления и регистратор параметров технологического процесса.1. Комиссия рекомендует:

150. Зав. лабораторией д.х.н., профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ1. С.П. Яценко1. Г.М. Рубинштейн1. Д.В.Торичный 2001 г.2604.2001г.г.Каменск-Уральский1. АКТо промышленных испытаниях электролитического концентрирования галлия

151. Составлен комиссией в составе:

152. Устойчивую работу преобразователя в выбранном токовом режиме и нор

153. Увеличение производительности электролизеров, в среднем, на 8%.

154. Комиссия рекомендует: внедрить в производство разработанный импульсный токовый режим электролиза. }с использованием импульсного токового режимав 1978г.мальное течение процесса электролиза.1. Члены комиссии:1. УШ ^1. А.1. В/Б.Садовников

155. Начальник производства ООО "Галлий" Садовников В. Б.

156. Мастер ООО "Галлий" Ишин А.А.рассмотрев результаты использования диссертационной работы, выполненной соискателем Уральского государственного технического университета Бобковым А. В., составила настоящий акт о следующем:

157. Применена система трансформатор- управляемый выпрямитель, обоснованная и рассчитанная соискателем, для электролиза галлия.

158. Реализован алгоритм формирования токового режима электролизеров галлия, который обеспечил увеличение производительности, в среднем, на 8% и снижение потребления электроэнергии на 4%.

159. Реализован электрический метод контроля режима растворения катодного осадка в электролизере, обеспечивший интенсификацию технологического процесса путем сокращения времени данной операции на 30%.

160. Использована система управления преобразователем для электролиза галлия, обеспечивающая заданные технологические режимы с регулированием плотности тока в электролизерах.

161. Результаты, полученные автором, были использованы ОАО РЭТК при выполнении работ по договору №240-98.

162. По технической документации изготовлены в ОАО РЭТК и запущены в эксплуатацию в ООО "Галлий" два промышленных преобразовательных агрегата ПТР-12500/36 УХЛ4 для электролиза галлия.

163. По предложенной автором схеме фазоступенчатого управления по патенту РФ №2172056 изготовлены в ОАО РЭТК блоки БВТКЕ-450/850 и ТСФУ-630 и запущены в эксплуатацию в ОАО "СУАЛ-ИркАЗ" в составе выпрямительного агрегата.

164. Экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы в ОАО РЭТК составил 257 тыс.руб.1. В.Ю.Марков1. Л.А.Полыгалов1. О.А.Неуймин

165. Министерство образования РФ Государственное образовательное учреждение Уральский государственный технический университет УПИо внедрении в учебный процесс результатов диссертационной работы Бобкова A.B.

166. Основание: учебный план специальности 18.05 кафедры "Электротехника и электротехнологические системы" (ЭЭТС).

167. Составлен комиссией в составе:

168. Председатель декан электротехнического факультета, кандидат техн.наук, доцент И.Е.Родионов. Члены комиссии: зам. заведующего кафедры ЭЭТС, доктор техн.наук, профессор А.Ю.Коняев; ученый секретарь кафедры ЭЭТС, кандидат техн.наук, доцент Б.А.Сокунов.

169. Установлено, что по теме диссертационной работы Бобкова A.B. разработаны и внедрены: