автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Регулятор качества электроэнергии для однофазных локальных систем электроснабжения

На правах рукописи

Корчагин Александр Владимирович

РЕГУЛЯТОР КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДЛЯ ОДНОФАЗНЫХ ЛОКАЛЬНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Специальность 05.09.01 - Электромеханика и электрические аппараты

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Новочеркасск - 2006

Работа выполнена на кафедре теоретических основ радиотехники Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Таганрогский государственный радиотехнический университет".

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Терешков В.В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Розанов Ю.К.,

кандидат технических наук, доцент Головченко В.А.

Ведущая организация: ОАО «ВЭлНИИ» (г. Новочеркасск)

Защита состоится 17 октября 2006 г. в 10 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д. 212.304.08 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "ЮжноРоссийский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" в аудитории № 107 главного корпуса по адресу: 346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно — технической библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)". С текстом автореферата можно ознакомиться на сайте ЮРГТУ (НПИ) www.npi-tu.ru.

Автореферат разослан «12» сентября 2006 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Д. 212.304.08 кандидат технических наук доцент

Скубиенко С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Системы электроснабжения (СЭС) обеспечивают потребителей электроэнергией регламентированного качества. Для России требования к качеству электроэнергии отражены в межгосударственном стандарте ГОСТ 13109-97 "Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения". Однако, как показывают исследования (в том числе и проведенные в ходе диссертационных исследований), в реальности данные нормы далеко не всегда соблюдаются. Это приводит к неоптимальным режимам работы и даже к повреждениям элементов СЭС и приёмников электроэнергии, а также к увеличению потерь энергии. Поэтому в настоящее время весьма актуальной является проблема контроля и поддержания (регулирования) качества электроэнергии.

Европейским Комитетом по стандартизации в электротехнике Европейского Союза принят стандарт £N61000-3-2 "Предельные значения гармонических излучений", вступивший в действие в странах ЕС с 01.01.2001. Согласно требованиям этого стандарта для всех электроприёмников мощностью более 50 ВА устанавливаются ограничения на уровни гармонических составляющих входного тока от второй до сороковой гармоники. Отсюда вытекает, что для бестрансформаторных (ключевых) источников вторичного электроснабжения мощностью более 50 ВА обязательна постановка регуляторов качества электроэнергии.

В связи с этим необходимо производство ключевых источников вторичного электроснабжения, оснащенных регуляторами качества электроэнергии (РКЭ), для всех сфер применения. Поэтому разработка и исследования РКЭ является актуальной проблемой современной электротехники.

Традиционно для решения задач регулирования качества электроэнергии применялись тиристорные стабилизаторы напряжения, компенсаторы реактивной мощности и пассивные фильтры. Возможность использования силовых электронных устройств в качестве активных РКЭ начала привлекать внимание специалистов начиная с середины 70-х годов 20 века. Значительный вклад в разработку многофункциональных РКЭ внесли отечественные учёные из Московского энергетического института и Всероссийского электротехнического института.

Однако в настоящее время недостаточно проработан ряд вопросов, связанных с разработкой и исследованием многофункциональных регуляторов качества электроэнергии, предназначенных для компенсации мощности искажений (высших гармоник потребляемого тока), реактивной мощности первой гармоники и стабилизации напряжения на значительно изменяющейся нелинейной нагрузке.

Предмет (объект) исследований - регулятор качества электроэнергии (РКЭ), работающий в составе локальной СЭС и позволяющий стабилизировать напряжение на значительно изменяющейся нелинейной нагрузке мощностью около 10 кВт, подключенной к его выходу; поддерживать заданную форму тока, потребляемого из СЭС, и компенсировать высшие гармоники тока, имеющиеся в СЭС.

Цель диссертации: разработка и исследование регулятора качества электроэнергии (РКЭ), позволяющего стабилизировать напряжение на значительно изменяющейся нелинейной нагрузке мощностью около 10 кВт, подключенной к его выходу; поддерживать заданную форму тока, потребляемого из СЭС, и компенсировать высшие гармоники тока, имеющиеся в СЭС.

Для достижения цели в работе необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать современное состояние источников вторичного электропитания и устройств для регулирования качества электроэнергии. На основе этого анализа выбрать базовую схему силовой части РКЭ мощностью около 10 кВт и наметить пути достижения поставленной цели.

2. Разработать математическую модель силовой части РКЭ в составе однофазной локальной СЭС. На основе анализа полученной модели оценить протекающие процессы, получить основные характеристики силовой части РКЭ и дать рекомендации по определению параметров её основных элементов.

3. Разработать систему управления РКЭ, позволяющую стабилизировать напряжение на значительно изменяющейся нелинейной нагрузке; поддерживать заданную форму тока, потребляемого из СЭС, и компенсировать высшие гармоники тока, имеющиеся в СЭС.

4. Провести численное исследование и физическое моделирование РКЭ с целью подтверждения адекватности математической модели.

5. Рассмотреть вопросы схемотехнической реализации основных узлов РКЭ. Методы исследований, применяемые в диссертационной работе: использование

эквивалентных схем СЭС и схем замещения электротехнических устройств, методы теории электрических цепей, методы теории автоматического управления, математическое моделирование работы силовой части РКЭ с помощью метода усреднённого пространства состояний, применение математического аппарата дифференциальных уравнений и операторного исчисления, численное моделирование РКЭ с применением пакетов программ; физическое моделирование РКЭ. Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана математическая модель силовой части РКЭ в составе однофазной локальной СЭС, отличающаяся компактной аналитической записью в матричной форме и учётом параметров локальной СЭС.

2. Разработана линеаризованная математическая модель силовой части РКЭ, отличающаяся возможностью применения для синтеза системы управления РКЭ.

3. Разработан принцип построения и алгоритм функционирования системы управления РКЭ, позволяющей достичь новой совокупности свойств, отличающейся от совокупности свойств известных РКЭ.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработана структурная схема системы управления РКЭ, отличающаяся наличием двух контуров, один из которых реализует модальный принцип управления, а второй - адаптивный. Подобные схемы могут использоваться для управления сложными объектами, работающими в условиях значительной неопределённости параметров и влияющих факторов. Данный принцип построения применен при разработке устройств серии RL в НИЛ АП (г. Таганрог) и испытательных машин в СКБИМ (г. Армавир).

2. Выработаны рекомендации по определению основных параметров РКЭ и по выбору его элементов, учитывающие особенности разработанного РКЭ и его использования в локальных СЭС. Эти результаты применены в СКБИМ (г. Армавир) и в учебном процессе AMT (г. Армавир).

3. Сформулированы методики моделирования и разработки РКЭ, отличающиеся достаточной общностью основных этапов и их реализацией на примере рассматриваемого РКЭ. Данные результаты использованы при выполнении госбюджетной научно-исследовательской работы и при проведении занятий в ТРТУ (г. Таганрог) и в учебном процессе AMT (г. Армавир).

4. Получены теоретические и экспериментальные оценки характеристик разработанного РКЭ, что позволяет определить возможности его использования для конкретных практических случаев. Полученные оценки наряду с другими результатами численного и экспериментального исследования использованы при выполнении госбюджетной НИР в ТРТУ (г. Таганрог).

Достоверность полученных результатов подтверждаются:

использованием традиционных методических принципов современной науки и известных методов анализа и синтеза;

непротиворечивостью математических выкладок и преобразований; отсутствием отрицательных отзывов на доклады и публикации по работе; выдачей патента на разработанное устройство; Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы реализованы в рамках:

1. Двух госбюджетных научно-исследовательских работ, выполняемых на радиотехническом факультете Таганрогского государственного радиотехнического университета.

2. Научно — исследовательской работе при разработке серийно выпускаемых изделий Научно-исследовательской лаборатории автоматизации приборостроения (г. Таганрог).

3. Проектно — конструкторской работе Специального конструкторского бюро испытательных машин (г. Армавир).

4. Учебном процессе кафедры теоретических основ радиотехники Таганрогского государственного радиотехнического университета.

Внедрение результатов диссертационной работы подтверждается соответствующими актами.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Результаты анализа современного состояния источников вторичного электропитания и устройств регулирования качества электроэнергии.

2. Математическая модель силовой части РКЭ в составе однофазной локальной СЭС, полученная на основе применения метода усреднённого пространства состояний.

3. Рекомендации по определению основных параметров РКЭ и по выбору его элементов.

4. Линеаризованная математическая модель силовой части РКЭ, применяемая для синтеза системы управления РКЭ.

5. Принцип построения и структурная схема системы управления РКЭ.

6. Методики моделирования и разработки РКЭ.

7. Результаты численного исследования и физического моделирования РКЭ. Апробация. Основные научные и технические результаты были представлены на:

1. Научно — технических семинарах кафедры теоретических основ радиотехники Таганрогского государственного радиотехнического университета (ТРТУ) в 2003-2006 гг.;

2. Научно — техническом семинаре кафедры «Электрические, электронные и микропроцессорные аппараты» Южно-Российского государственного технического университета (ЮРГТУ-НПИ) в апреле 2006г.;

3. Научно — техническом семинаре кафедры физики Армавирского государственного педагогического университета в апреле 2006 года;

4. Научно — технической конференции ТРТУ в октябре 2005г.;

5. Научно — технической конференции Армавирского филиала Кубанского государственного технологического университета в марте 2006г.

По материалам работы в июне 2005г подана заявка на патент "Источник вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети", по которой принято положительное решение ФГУ ФИПС.

Публикации

1. Две статьи в журнале «Промышленная энергетика» (г. Москва);

2. Семь статей в научно-технических сборниках ТРТУ (г. Таганрог) и ЮРГТУ (г. Новочеркасск);

3. Одни тезисы к докладу в ТРТУ (г. Таганрог).

Объём и структура диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и 12 приложений. Полный объём работы составляет 275 страниц текста, иллюстрированного рисунками и таблицами на 105 страницах. Список использованной литературы включает 139 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В первой главе проанализировано современное состояние источников вторичного электропитания и регуляторов качества электроэнергии (РКЭ) и намечены пути их совершенствования.

Большинство современных источников вторичного электропитания строится по бестрансформаторной схеме с преобразованием мощности на повышенной частоте, чем обеспечиваются высокие массогабаритные показатели и КПД устройства. Однако такие ключевые источники вторичного электропитания (КИВЭП) помимо активной мощности потребляют реактивную мощность и генерируют мощность искажений. Это является следствием несинусоидального потребляемого тока, не синфазного питающему напряжению.

Искаженная форма кривой тока по отношению к кривой напряжения приводит к существенному снижению основного энергетического показателя КИВЭП — коэффициента мощности. Кроме того, несинусоидальный характер тока, потребляемого КИВЭП, ухудшает режим работы СЭС, основные показатели качества электроэнергии (ПКЭ) и оказывает влияние на работу других электроприемников. Это значительно снижает эффективность применения КИВЭП.

В качестве примеров приведены фактически измеренные значения ПКЭ в одном из офисных зданий г. Краснодара и их сравнение с требованиями ГОСТ 13109-97. На основе анализа приведенных данных сделан вывод, что во многих реальных ситуациях ПКЭ выходят за установленные пределы.

Проанализированы технико-экономические показатели КИВЭП, причины и следствия их снижения и пути их улучшения. Сделан вывод, что улучшение показателей КИВЭП целесообразно вести в направлении коррекции коэффициента мощности и разработки "прозрачного" преобразователя, потребляющего из сети ток, повторяющий по форме напряжение питания. Более того, необходимы КИВЭП, которые не только корректируют собственный коэффициент мощности, но и уменьшают искажения в СЭС. Такой подход позволяет решить вопросы энергосбережения, улучшения электромагнитной обстановки и помехоустойчивости (исключение высших

гармоник тока в сети) и экономии материальных средств на этапе введения в строй новых СЭС.

Критерием для оценки искажений, вносимых КИВЭП, выбран коэффициент мощности X, определяемый активной мощностью, потребляемой из сети, и величиной искажений потребляемого тока.

Проанализированы принципы построения и схемы современных и перспективных регуляторов качества электроэнергии (РКЭ). Для силовой части РКЭ мощностью около 10 кВт выбрана однокаскадная полу мостовая схема коррекции коэффициента мощности и компенсации мощности искажений с пониженной вдвое (по сравнению с двухкаскадной схемой) загрузкой силовых элементов.

В качестве элементной базы для силовой части разрабатываемого РКЭ рекомендуется полевые транзисторы с изолированным затвором (МОБРЕТ); биполярные транзисторы с изолированным затвором (ЮВТ); быстро восстанавливаемые диоды серии ЕМСОЫТМ или высоковольтные диоды с барьером Шоттки.

В качестве принципа управления силовыми ключами (вентилями) выбрана следящая широтно-импульсная модуляция (ШИМ).

Во второй главе разработана математическая модель силовой части РКЭ в составе однофазной локальной СЭС.

Сформулированы цель и задачи математического моделирования, основные особенности рассматриваемого объекта моделирования, требования к разрабатываемой математической модели. Сделан вывод, что для данной работы наиболее подходят принципы моделирования, основанные на упрощенном аналитическом описании электромагнитных процессов с учётом целей моделирования и специфики схемы конкретного объекта при использовании численных методов, применяемых в пакетах программ МаШСаё, МаЛЬаЬ и т.п.

Проанализированы методы моделирования электромагнитных процессов в силовых полупроводниковых преобразователях электроэнергии (далее - преобразователях), основанные на упрощенном аналитическом описании, с точки зрения их применимости для моделирования подсистемы преобразования электроэнергии (силовой части) разрабатываемого устройства (РКЭ). Сделан вывод, что для этого в наибольшей степени подходит метод усреднённого пространства состояний.

В данной работе рассматривается преобразователь, работающий в составе локальной СЭС (фрагмента однофазной СЭС общего назначения). Параметры СЭС влияют на работу РКЭ и наоборот, параметры РКЭ оказывают влияние на работу СЭС. Поэтому для наиболее полной оценки электромагнитных процессов рассмотрена схема локальной СЭС и параметры её элементов; произведена классификация факторов, влияющих на режимы работы РКЭ; и детально (до числовых значений) проанализировано влияние параметров элементов СЭС.

При моделировании силовой части разрабатываемого РКЭ предполагаются следующие основные допущения:

1. Незначительные пульсации входного тока и выходного напряжения.

2. Время переключения диодов и транзисторов пренебрежительно мала.

3. Идеальный источник питания, соединительные провода РКЭ не имеют потерь.

4. Цепи постоянного и переменного тока содержат только линейные элементы.

5. За период ШИМ напряжение сети представляется квазипостоянным, изменение его среднего значения незначительно относительно пульсаций.

На основе метода усредненного пространства состояний разработана математическая модель силовой схемы РКЭ в составе СЭС (Рис.1). Используя законы элек-

тротехники записаны системы уравнений в матричной форме для двух состояний ключевого элемента РКЭ (на интервале "замкнуто" длительностью 1а, когда происходит накопление электроэнергии в дросселе Аэр и расход энергии из конденсатора в нагрузку; и на интервале "разомкнуто" длительностью , когда происходит рекуперация электроэнергии из дросселя в конденсатор и её расход в нагрузку; при этом ¡а + /Ьсг = Тшим; эти интервалы времени определяются полярностью входного фазного напряжения и состояниями полностью управляемых вентилей).

Получена осредненная система уравнений состояния в матричной форме:

где

X = А(сг)Х + Вв ,

А =

Я,+Яюп Ятоп 0

ь.

Ятои Яю1 Ягу

и и

о Ягу ЛРУ+Яп

ь. ь.

0 0 Яп

ь,

0 0 0

1 Я ТОП 0 0 0

ь. ь.

0 Я топ Т Я ГУ 1 0 0

Я ГУ

ь.

о

Яп

ь.

Яп

ь.

о

о о

' с

Х =

0 0

Яп Ь. 0 1-ст

1. 1-ст Ь. 1

С

еФ

1фд 1топ

1, 1ру

/« 1п

и„_ . и

(1)

а -

коэффициент заполнения импульсов ШИМ.

В этой системе уравнений нестационарной при переключениях силовой схемы является только матрица А(сг) как функция коэффициента заполнения а. Получен-

ная система уравнений не является линейной, поскольку в выражения входят произведения переменных вектора возмущений и коэффициента заполнения. Рассматриваемая система записана относительно мгновенных значений всех входящих в нее переменных, хота для практических целей целесообразна-иметь две системы уравнений — по основе х(О и по пульсации *(/), причем I *(0/ *(0 I«1.

Система уравнений для модели измерений в матричнои форме имеет вид:

с =

У=СХ+ОС, где С — матрица измерения состояния системы;

Б — матрица влияния со стороны возмущающих воздействий;

(2)

Rron Rron 0 0 0

0 Rry ~ Rpy 0 0

0 0 Rn -Rn 0

0 0 0 1 0

0 0 0 0 1

D =

' Rron о о о о

о

- Rpy о

о

о

о о

-Rn

о о

Объединяя уравнения состояния (1) и уравнения модели измерения (2) в одну систему получим математическую модель СЭС с РКЭ:

(3)

X = А(сг)Х + BG Y = СХ + DG

Получено выражение, связывающее закон изменения входного тока РКЭ jK(t) и коэффициент заполнения a(t) для произвольной формы входного тока.

Лфо+Ràp+^ Rvd DSon

(4)

и.(О-еФ(0+¡к(0\ЯФо++ 2Яуо1 (5)

ило-^т^-я^

Сформулированы потенциальные условия коррекции коэффициента мощности и компенсации мощности искажений рассматриваемой силовой схемы:

• в общем виде в силовой схеме РКЭ может быть сформирована произвольная форма входного тока;

• условие получения заданной (желаемой) формы входного тока РКЭ совпадает с условием получения стабильного выходного напряжения;

• в случае синусоидальной формы входного тока имеется возможность изменения фазового сдвига кривой тока относительно кривой напряжения.

• режим работы преобразователя следует выбирать так, чтобы выходное напряжение всегда было выше амплитудного значения входного напряжения;

Из первого уравнения системы (3) получен оператор вектора состояния Хи(р) силовой части при определенном законе управления ег(/), напряжении питания еФ (Р), токе нагрузки 1М (р):

Хл(р) = (р1-Ал(о-))-1ВС(р); (6)

х„ы =

1ф(р)

еФ(р) лЛР).

С (р) =

где I — единичная матрица; в(р) - вектор возмущающих воздействий. Отсюда получена матричная передаточная функция силовой части РКЭ:

(7)

\¥» =

пги(р) 1Г12(РУ

УГгхЫ 1Г22(Р).

(р) = (р! ~ ^п )) 1 В •

(8)

В установившемся режиме силовая часть РКЭ представляет собой матрицу К пропорциональных звеньев, связывающую вход и выход силовой части РКЭ:

Х = Кв =

к\\ к\г еФ

_кг\ кг 2. Л.

к\\6ф к\г1н ~ к21 бф кгг /*

(9)

Получены аналитические выражения коэффициентов передачи силовой части РКЭ , кгг и их зависимости от значений мощности нагрузки и от коэф-

фициента заполнения о . Их анализ позволяет сделать следующие выводы:

• коэффициенты передачи силовой схемы РКЭ , £12, £21, £22 являются нелинейными функциями и зависят от нагрузки и коэффициента заполнения;

• коэффициенты £12, £21 и £22 имеют экстремумы, что ограничивает регулирующие свойства РКЭ, т.к. область изменений должна быть на монотонном участке. Зависимости КПД от величины нагрузки и коэффициента передачи £21 для разных значений мощности нагрузки Р„ приведены на рис.2.

На рис.3 приведены зависимости коэффициента заполнения ст для разных значений мощности нагрузки на интервале полупериода питающего напряжения.

Рис.2 Зависимости коэффициента полезного действия 7 от коэффициента передачи по напряжению £21

Рис.3 Временные зависимости коэффициента заполнения а для разных значений мощности нагрузки

Анализ полученных кривых показывает следующее:

снижение питающего напряжения и рост мощности нагрузки определяют предельный режим работы устройства с точки зрения обеспечения коррекции коэффициента мощности и компенсации мощности искажений; снижение напряжения питания РКЭ (увеличение коэффициента передачи силовой схемы) приводит к снижению КПД при любых нагрузках;

• рост мощности нагрузки снижает КПД тем быстрее, чем больше отдаваемая

мощность.

Проведен анализ составляющих потерь мощности в РКЭ и их долевой вклад в снижение КПД РКЭ.

Исследование силовой части РКЭ, выполненное численными методами по приведенным формулам, дало возможность:

• оценить энергетическую загрузку полупроводниковых вентилей и определить

требования к охлаждению силовых элементов;

• произвести выбор силовых элементов по предельным режимам работы;

• определить номинальные значения параметров дросселя и конденсатора.

Проанализированы кривые медленных составляющих (средних значений на интервале ШИМ) для режимов минимальной и максимальной нагрузки.

Полученные зависимости для потерь мощности в РКЭ и в СЭС на активном сопротивлении петли «фаза-нуль» в зависимости от мощности нагрузки позволяют сформулировать требование к питающей сети и произвести выбор сечения проводов, исходя из отклонений питающего напряжения и мощности нагрузки.

Проведена количественная оценка загрузки активных и пассивных элементов силовой части РКЭ. Численный анализ РКЭ был проведен в диапазоне нагрузок 0,1...7,0 кВт при напряжении питающей сети в пределах 180...240 В.

Окончательное уточнение параметров силовой части РКЭ проводится на этапе синтеза системы управления с целью обеспечения требуемого соотношения между частотой задающего сигнала, резонансной частотой фильтра и частотой широтно-импульсной модуляции: /вс « /0 « /Ш1Ш. Нестационарный характер переключений в силовой схеме РКЭ приводит к тому, что резонансная частота фильтра РКЭ является функцией коэффициента заполнения, что определяет итерационный характер расчета реактивных элементов.

В третьей главе разработана система управления РКЭ, позволяющая стабилизировать напряжение на значительно изменяющейся нелинейной нагрузке; поддерживать заданную форму тока, потребляемого из СЭС, и компенсировать высшие гармоники тока, имеющиеся в СЭС.

Проанализированы задачи, которые должна решать система управления (СУ) разрабатываемого РКЭ. Рассмотрены типовые схемы СУ интегрального исполнения (контроллеров). Проанализированы известные методы и узлы систем управления РКЭ. Сделан вывод, что улучшить характеристики контроллеров позволяет использование модальной стратегии управления, которая подразумевает использование обратной связи по состоянию и предполагает воздействие на собственные значения матрицы объекта (изменение мод) или на коэффициенты при степенях производных характеристического уравнения.

Требуемая динамика преобразователя достигается расположение полюсов, а инвариантность к возмущениям со стороны нагрузки - расположением нулей передаточной функции системы в требуемых точках комплексной плоскости. Контроль токов в дросселях и напряжений на конденсаторах является необходимым условием обеспечения требуемых показателей качества выходного напряжения РКЭ.

Проведён анализ силовой части РКЭ как объекта управления с учётом отклонений и возмущений. Разработана соответствующая структурная схема (рис.4).

Импульсная система с широтно-импульсным преобразователем (ШИП) приведена к линейной непрерывной модели, что даёт возможность дальнейшие исследования силовой части РКЭ проводить соответствующими методами. Релейное регу-

лирование предполагает задание достаточно малой зоны переключений по от~ ношению к значениям сигнала задания ^(0 и сигнала обратной связи 0.

Рис.4 Структурная схема силовой части РКЭ как объекта управления

Матричное уравнение линеаризованной модели силовой части РКЭ имеет следующий вид (выражение в скобках характеризует установившийся режим):

где

к„ ~

>вз

Х» = <АлОХ,о+ВяСя„>А,ОДХл+В^+ВлАСя> (Ю)

~ Лтукт,! ~ к„и

с

Здесь обозначены: - матрица коэффициентов передачи ШИП;

- матрица управления РКЭ, причем ВВз=Апа Квз > е - сигнал ошибки регулирования по входу ШИП.

Определены схема построения системы контроля и звенья системы управления, обеспечивающие достижение требований характеристикам РКЭ. Проведен выбор контролируемых параметров. Определены параметры регулятора (звена замкнутого цикла) и корректора (звена разомкнутого цикла). Определены их рабочие точки и диапазоны изменения параметров. Рассмотрены условия обеспечения требуемой внешней характеристики РКЭ и его инвариантности к возмущениям.

Синтезированная структурная схема СУ РКЭ (вместе с его силовой частью и системой контроля) показана на рис.5. СУ РКЭ является алгоритмическим устройством, которое производит управление силовыми транзисторами РКЭ на основе информации о полярности входного сигнала (КЗ — компаратор знака в распределителе

импульсов РИ) и о значении коэффициента заполнения ст на выходе компаратора. Описана работа схемы, сформулированы требования к её элементам.

-о—

ип

1к

и„

<3п1

Сп1

<3п2

Сп2

СК

1

Чр 703 2^

тзг 2

41

1

Ео

БвО

Эа

1 7,

-тз1

1

тзг

-42

1-тв*.

VII

м

У02 УЕ>4

25 2$

УТ2

КЗ

ад

д

"пор

РИ

-ГдрТ}1 {дЕЕН

шим

Рис.5 Структурная схема системы управления и силовой части РКЭ

Проведён анализ адаптивных методов управления, как наиболее перспективных для решения проблемы регулирования качества электроэнергии.

Разработана идеология построения адаптивной системы управления (АдСУ), проиллюстрированная на рис.6, где ООК — объектно-ориентированный контроллер; СОК — системно-ориентированный контроллер; ТОП — точка общего присоединения.

е-

Рсектор

топ

—О—

Входной реактор РКЭ

ПКЭ

Заданные РКЭ

Вентильное Нмопитсль РКЭ

звено РКЭ

О

ДИ-модулятор

о

ООК _

-Снгнял МД1НИ1

Рис.6 Структурная схема РКЭ в составе СЭС

В качестве критерия, характеризующего степень искажения, принят коэффициент формы кривой питающего напряжения в точке подключения РКЭ к сети.

Описан процесс адаптивной настройки. Подстройка первой гармоники на выходе адаптивного фильтра осуществляется по сигналу рассогласования выходного напряжения РКЭ, а подстройка высших гармоник - по рассогласованию коэффициента формы на к-м шаге адаптивного процесса. Описан итеративный процесс градиентного поиска в АдСУ по методу наименьших квадратов Уидроу-Хоффа.

Синтезирована структурная схема системы компенсации мощности искажений и коррекции коэффициента мощности, использующей АдСУ (рис.7).

ип 00

Рис.7 Адаптивная система компенсации мощности искажений и коррекции коэффициента мощности

На выходе адаптивного фильтра АФ в k-тые моменты времени формируется ведущий сигнал > который образует широтно-модулированную последовательность импульсов на k-ом интервале импульсной модуляции. При этом следящий источник тока (СИТ) потребляет из СЭС такой ток, чтобы форма кривой напряжения в точке подключения РКЭ к СЭС имела минимальные отклонения от синусоиды и соответствовала =1,111, а выходное напряжение РКЭ соответствовало заданному. Таким образом, на выходе АФ формируется ведущий сигнал, позволяющий получить закон ШИМ, обеспечивающий минимальную ошибку на нагрузке (закон ШИМ адаптируется к нагрузке и к СЭС). Скорость настройки и сходимость процесса адаптации определяется значениями матрицы М и особенностями СИТ.

Проведено численное моделирование работы АдСУ для случая соизмеримых мощностей источника и потребителей (25 кВА).

Получены кривые переходного процесса адаптации для разных значений коэффициентов сходимости. Характер переходных процессов, их скорость и статическая ошибка адаптации зависят от коэффициентов сходимости неявным образом: при некоторых значениях наблюдается апериодический процесс в канале регулирования коэффициента формы, в то время как в канале регулирования выходного напряжения РКЭ переходный процесс отличается перерегулированием.

При настроенном канале регулирования выходного напряжения время регулирования коэффициента формы в точке подключения РКЭ может быть менее 40 шагов, что соответствует 20 с.

Увеличение значений коэффициентов сходимости в значительной степени ускоряет процесс настройки, но увеличивает ошибки регулирования и колебательность переходного процесса.

В данных режимах обеспечивает КПД РКЭ не хуже 0,92.

В четвёртой главе приведены материалы численного и физического моделирования работы РКЭ.

Разработаны методика и алгоритм численного моделирования работы РКЭ.

В результате моделирования РКЭ получены следующие результаты:

1. Исследование зависимости значений параметров РКЭ от характеристик питающей сети (для разных типов силовых трансформаторов).

Расчеты показали, что при мощностях 500...3300 Вт в сетях с высоким значением полного сопротивления цепи «фаза-нуль» (это характерно для сетей, питающихся от силовых трансформаторов мощностью до 100 кВА) суммарная индуктивность входной цепи отличается более чем на 30% от расчетного значения; при нагрузке мощностью 7,2 кВт (питание от трансформатора 630 кВА) - на 50%. В последнем случае рассматривался вариант удаленной установки РКЭ.

2. Расчеты зависимости коэффициентов передачи объектно-ориентированного контроллера (ООК) от нагрузки для разных значений сопротивлений петли «фаза-нуль» и нагрузки показали, что при малых нагрузках (до 500 Вт) мощность силового трансформатора не имеет практического значения: собственные частоты и коэффициенты передачи ООК примерно совпадают, (расхождения не превышают 3...5%) как для режима стабилизированного источника напряжения, так и для источника тока. С ростом мощности нагрузки собственная частота системы по отношению к собственной частоте РКЭ снижается и расчет параметров коэффициентов передачи без учета параметров СЭС может привести к ошибочным результатам: коэффициенты передачи отличаются более чем в два раза. Это особенно заметно для мощностей нагрузки свыше 4,2 кВт при малой мощности силового трансформатора (25 кВА).

С ростом мощности трансформатора разница между рассчитанными значениями для коэффициентов передачи ООК нивелируется, т.к. мощность нагрузки существенно меньше мощности трансформатора. Расхождения между коэффициентами передачи контроллера, определенными с учетом параметров СЭС и без учета таковых, примерно одинаковы для всех видов полиномов.

3. Для полученных значений коэффициентов ООК проведена оценка процессов преобразования в установившемся режиме с использованием системы РБрюе 5.1.

A) Рассогласование между ведущим сигналом и выходным напряжением (статическая ошибка регулирования) при всех формах полиномов в режиме стабилизированного источника напряжения составляет менее 4% в диапазоне до 4,2 кВт. При мощности выше 4,5 кВт статическая ошибка возрастает до 5,5% независимо от параметров электрической сети и коэффициентов полинома стандартной формы. При этом уровень пульсаций выходного напряжения не превышает 5% в диапазоне мощностей нагрузки до 4,5 кВт и 8% при мощности нагрузки 7,1 кВт.

Б) Получены формы выходного напряжения и входного тока для режима источника напряжения при мощности нагрузки соответственно 500 Вт и 4,2 кВт. В этом режиме форма выходного напряжения практически не зависит от формы сетевого напряжения; но форма тока отличается от гармонической, хотя и достаточно близко повторяет ее.

B) Наивысшая частота переключений вентилей при следящей асинхронной ШИМ наблюдается при использовании в качестве полинома стандартной формы полинома Бесселя; наименьшая - биноминального полинома. С ростом мощности преобразования частота переключений увеличивается для всех форм полиномов.

Г) Исследования влияния ширины зоны переключений показали следующее.

Уменьшение порогового напряжения практически не изменяет значения коэффициентов передачи ООК, но снижает коэффициент пульсаций и значительно увеличивает частоту переключений силовых вентилей и, как следствие, динамические потери в силовой схеме (на переключение в вентилях и на перемагничивание в дросселе РКЭ). Это особенно сказывается при мощностях нагрузки более 2,5 кВт.

Увеличение ширины зоны переключений приводит к появлению искажений вида «ступенька» при переходе кривой напряжения через нуль. Это объясняется тем, что в момент переключения диагоналей силовой схемы (смена полярности входного напряжения) силовой транзистор выключен. Ошибка регулирования по току может достигать 5... 10% от амплитудного значения входного тока.

Экспериментально установлено, что для рассматриваемых значений мощностей (500 Вт...7,2 кВт) приемлемым (с точки зрения пульсаций и частоты переключений) является диапазон порогового напряжения от 30 мВ до 120 мВ. Д) Значение амплитуды ведущего сигнала выбрано из условия реализуемости на обычной элементной базе. Моделирование в РБрюе показало, что наиболее приемлемым значением сигнала задания является уровень 3...6 В. В этом случае диапазон изменения сигналов ошибки и обратной связи составляет ±7 В и аналоговые устройства ООК работают в линейном режиме.

Численное моделирование проводится при значении порогового напряжения 50 мВ и при амплитуде ведущего сигнала для режима источника тока — 5 В. Е) Исследование динамических характеристик показало, что с ростом мощности нагрузки колебательные свойства силовой части РКЭ (без обратной связи) изменяются незначительно в сторону снижения частоты собственных колебаний. Аналогичная тенденция наблюдается и при увеличении сопротивления петли «фаза-нуль». Это позволяет сделать вывод, что влияние мощности нагрузки и сопротивления петли «фаза-нуль» гораздо существеннее на значение коэффициентов передачи ООК, чем на колебательные и инерционные свойства силовой части РКЭ.

Рассмотрен режим следящего источника тока с инжекцией в питающую сеть высших гармоник потребляемого тока таким образом, чтобы обеспечить: минимальные искажения кривой выходного напряжения; коэффициент мощности, близкий к единице; компенсацию мощности искажений.

Сформулированы задачи на экспериментальные исследования физической модели РКЭ. Описана экспериментальная установка (система контроля, преобразовательный модуль, аппаратное и алгоритмическое сопряжение модуля с ЭВМ).

Рассмотрен вариант построения системы контроля параметров РКЭ. Предложена схемотехническая реализация и программно-алгоритмическая поддержка системы контроля параметров РКЭ на аналоговой элементной базе.

Разработана схема преобразовательного модуля с подключенными измерительными приборами и контрольными точками. Устройство выполнено на основе блоч-но-модульной конструкции. Изготовленный преобразовательный модуль позволяет исследовать процессы преобразования электроэнергии при различных величинах нагрузки, напряжениях питания и формы ведущего сигнала.

Разработаны функциональные схемы и алгоритмы работы узлов системы управления преобразователем на базе ЭВМ. Изготовленные устройства формируют импульсные последовательности независимо от центрального процессора.

Осуществлена программно-аппаратная стыковка преобразовательного модуля с компьютером класса 1ВМ. Аналоговая информация транслируется в реальном масштабе времени через устройства ввода-вывода, установленные в слоты материнской

платы компьютера. Ошибка ввода-вывода информации не превышает 0,7% при времени обработки менее 20 мкс (в реальном масштабе времени).

Рассмотрены вопросы схемотехнической реализации некоторых основных узлов РКЭ, в частности - драйверов (устройств согласования системы управления и силовой части), управляющих силовыми транзисторами.

Разработанные схемы драйверов используются в действующих макетах активных РКЭ. Первый вариант драйвера работает на два параллельно соединенных транзистора MOSFET SPW47N60S5 (фирмы "Infineon Technologies"), второй вариант - на два силовых транзистора IGBT BUP314D (фирмы "Siemens") в схеме РКЭ мощностью 1,5 кВт.

Регулятор качества электроэнергии на IGBT непрерывно устойчиво проработал в течение 75 часов при частоте модуляции не выше 15..22 кГц. РКЭ устойчиво работал при мощности 2100 Вт (Цф=210...225 В, £/ж=375 В). При более высоких значениях мощности (2200...2800 Вт) наблюдались сбои в работе РКЭ (в первую очередь - за счет неоптимального режима выключения силовых транзисторов).

Получены осциллограммы тока и напряжения РКЭ. Кривая тока имеет высокочастотную пульсацию (на уровне 3...8 %) и искажения за счет снижения частоты ШИМ до значения 18 кГц (период тактовой частоты ШИМ составляет 55 мкс).

Применение транзисторов MOSFET SPW47N60S5 позволило получить мощность до 3,5 кВт. Частота преобразования достигала 45 кГц, что вызвало дополнительный разогрев вентилей за счет динамических потерь на переключение. Испытания такого РКЭ проходили в течение 48 часов в тяжелом тепловом режиме, когда температура корпусов транзисторов составляла примерно 70...80°С.

Форма кривой тока достаточно точно повторяет форму входного напряжения РКЭ (рис.8) для обоих типов вентилей, т.е. задача коррекции коэффициента мощности в физической модели РКЭ решается успешно.

При исследовании работы РКЭ в диапазоне изменения мощностей от 0,5 до 3,5 кВт установлено, что внешняя характеристика является достаточно жесткой, и обеспечивается стабилизация выходного напряжения не хуже 4%.

Получены зависимости КПД РКЭ, нестабильности и коэффициента пульсаций выходного напряжения РКЭ от мощности нагрузки.

С ростом выходной мощности РКЭ до 3,5 кВт его КПД снижается до значения 0,85: рабочая температура теплоотводящих радиаторов для такой мощности составляет примерно 70°С.

Сложность построения генератора ведущего сигнала с высоким уровнем гармоник (выше 4) не позволила в полной мере оценить количественную и качественную сторону инжекции высших гармоник в питающую сеть.

Подключение к точке общего подключения РКЭ в режиме коррекции коэффициента мощности только для нагрузки РКЭ практически не изменяет ПКЭ в этой точке. В режиме инжекции из РКЭ в СЭС высших гармонических составляющих (режиме компенсации мощности искажений) (рис.9) коэффициент несинусоидальности в точке общего присоединения снижается с 4,32% до (3,55...3,7)%. Ограниченное число гармонических составляющих, генерируемых в сеть, не позволило лучше сгладить (компенсировать) искажения тока в СЭС.

Рис.8 Кривые напряжения и тока Рис.9 Форма входного тока РКЭ в

РКЭ на МОББЕТ режиме компенсации мощности искажений

Исследование АдСУ проводились при порядке АФ, равном 5. Расчеты проводились ручным вводом в цифровой генератор синусоиды значений коэффициентов гармонических составляющих. Одновременно режим адаптации и следящее управление не реализовывались из-за сложности получения реального режима времени в одной программе ЭВМ.

На основе полученного опыта сформулирована методика по разработке РКЭ.

Основные результаты диссертационной работы

1. Показано, что применение комбинированного регулятора качества энергии позволит повысить эффективность работы ключевых источников вторичного электропитания. Такой подход позволяет решить вопросы повышения качества электроэнергии, энергосбережения, улучшения электромагнитной обстановки и помехоустойчивости.

2. На основе метода усреднённого пространства состояний разработана математическая модель силовой части РКЭ в составе однофазной локальной СЭС. В результате анализа полученной модели:

- дана оценка энергетических процессов протекающих в силовой части регулятора;

- получены основные характеристики, позволяющие определить предельные режимы работы РКЭ;

- даны рекомендации по выбору силовых элементов и номинальных значений конденсатора и дросселя силовой части РКЭ.

3. Разработана идеология построения адаптивной системы управления как наиболее перспективной для решения задач эффективного управления режимами работы СЭС в части регулирования качества электроэнергии.

4. Синтезирована комбинированная система управления РКЭ, позволяющая:

- стабилизировать напряжение на значительно изменяющейся нелинейной нагрузке;

- обеспечивать заданную форму тока потребляемого из СЭС;

- компенсировать высшие гармоники тока имеющиеся в СЭС;

5. Получены результаты численного моделирования РКЭ для токов и напряжений в режимах следящего источника тока и стабилизированного источника напряжения. Рассмотрен режим следящего источника тока с инжекцией в питающую сеть высших гармоник потребляемого тока таким образом, чтобы обеспечить:

- минимальные искажения кривой выходного напряжения;

- коэффициент мощности близкий к единице;

- компенсацию мощности искажений.

6. Разработана структурная схема преобразовательного модуля, выбраны контрольные точки для подключения измерительных приборов.

7. Осуществлена программно — аппаратная стыковка изготовленного преобразовательного модуля с персональным компьютером класса IBM. Выработаны практические рекомендации схемотехнической реализации основных узлов РКЭ.

8. Разработанный регулятор качества электроэнергии (РКЭ) можно рекомендовать для применения в локальных системах электроснабжения (СЭС) для высококачественного электропитания нелинейных потребителей, мощность которых значительно изменяется в диапазоне от 5 до 10 кВт.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в следующих печатных работах:

1. Корчагин A.B., Терешков В.В., Пономаренко Т.З. Синтез и моделирование регулятора для устройств повышения качества электроэнергии. // Матер, междунар. науч. конф. "Информационные технологии", ч.2. Таганрог, ТРТУ, 2002, С.45...46.

2. Корчагин A.B., Терешков В.В., Аванесов В.М. Критерии для оценки влияния ключевых источников вторичного электропитания на показатели качества электроэнергии. // Матер, междун. науч. конф. «Моделирование как инструмент решения технических и гуманитарных проблем», часть 2, Таганрог, ТРТУ, 2002, С.70...74.

3. Корчагин A.B., Терешков В.В., Аванесов В.М., Пономаренко Т.З. Быстродействующий измеритель отклонения промышленной частоты. - "Промышленная энергетика", 2002, №10, с. 41...44.

4. Корчагин A.B., Терешков В.В., Аванесов В.М. О влиянии источников вторичного электропитания на показатели качества электроэнергии. - "Промышленная энергетика", 2003, №2, С.41...45.

5. Корчагин A.B., Терешков В.В., Аванесов В.М. О влиянии ключевых источников вторичного электропитания на работу электрических сетей и электрооборудования. // Матер, междун. науч. конф. «Динамика процессов в природе, обществе и технике: информационные аспекты», часть 2, Таганрог, ТРТУ, 2003, С.72...76.

6. Корчагин A.B., Терешков В.В., Аванесов В.М. Драйверы для управления силовыми транзисторами статических преобразователей систем электроснабжения. // Матер. междун. науч. конф. «Системный подход в науках о природе, человеке и технике», часть 4, г. Таганрог, ТРТУ, 2003, С.83...90.

7. Корчагин A.B. Анализ метрологического обеспечения контроля качества электрической энергии. // Матер, междун. науч. конф. «Анализ и синтез как методы научного познания», часть 2, г. Таганрог, ТРТУ, 2004, С.18...23.

8. Корчагин A.B. Факторы, влияющие на работу корректора коэффициента мощности в электрических цепях общего назначения. // Мат. IV междун. науч. — практ. конф. «Современные энергетические системы и комплексы и управление ими», часть 2, г. Новочеркасск, ЮРГТУ, 2004, C.25...30.

9. Корчагин A.B., Аванесов В.М., Терешков В.В. Формирование математической модели силовой части корректора коэффициента мощности. // Матер. V междунар. науч. конф. "Методы и алгоритмы прикладной математики... ", часть 3, г. Новочеркасск, ЮРГТУ, 2005, С.4...9.

10. Корчагин A.B. Адаптивное управление активным регулятором качества электроэнергии //Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. Прил. к №2, 2006, С.80...86.

Корчагин Александр Владимирович

РЕГУЛЯТОР КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДЛЯ ОДНОФАЗНЫХ ЛОКАЛЬНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Автореферат

Подписано в печать 29.08.2006. Формат 60х84/16.Бумага писчая. Ризография. Печ. Л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 787.

Редакционно-издательский центр AMT. 352900 Краснодарский край, г. Армавир, ул. Кирова, 43

Введение.

Глава 1. Актуальность регулирования качества электроэнергии для ключевых источников вторичного электропитания (КИВЭП) как составной части систем электроснабжения (СЭС).

1.1. Критерии для оценки искажений, вносимых КИВЭП.

1.2. Оценка влияния КИВЭП на работу СЭС и электроприёмников.

1.2.1. Схема замещения электрической сети.

1.2.2. Примеры снижения ПКЭ в СЭС под влиянием КИВЭП.

1.2.3. Причины и следствия снижения экономической эффективности КИВЭП и пути её улучшения.

1.3. Методы и средства регулирования качества электроэнергии в СЭС.

1.3.1. Послёдовательное включение РКЭ и искажающего потребителя.

1.3.2. Параллельное включение РКЭ и искажающего потребителя.

1.4. Силовая часть полупроводниковых регуляторов качества электроэнергии (РКЭ).

1.4.1. Топологии двухкаскадных активных РКЭ.

1.4.2. Топологии однокаскадных РКЭ.

1.4.3. Элементная база силовой части РКЭ.

1.5. Выводы по главе 1.

Глава 2. Математическое моделирование силовой части регулятора качества электроэнергии.

2.1. Исходные положения для моделирования силовой части РКЭ.

2.2. Формирование системы уравнений, описывающей процессы в силовой части РКЭ.

2.3. Выражения для входного тока РКЭ и коэффициента заполнения ШИМ.

2.4. Передаточная функция силовой части РКЭ.

2.5. Исследование установившегося режима работы РКЭ.

2.6. Энергетические соотношения и параметры элементов силовой части РКЭ.

2.7. Методика математического моделирования электромагнитных процессов.

2.7.1. Общая методика математического моделирования электромагнитных процессов в КИВЭП.

2.7.2. Реализация методики математического моделирования электромагнитных процессов на примере силовой части РКЭ.

2.8. Выводы по главе 2.

Глава 3. Разработка системы управления РКЭ.

3.1. Анализ силовой части РКЭ как объекта управления.

3.1.1. Структурная схема, отражающая в операторной форме взаимосвязи элементов силовой части РКЭ.

3.1.2. Линеаризованная модель силовой части РКЭ как объекта управления.

3.2. Разработка схемы системы управления РКЭ.

3.2.1. Выбор контролируемых параметров.

3.2.2. Замкнутая структурная схема РКЭ с системой управления и её математическая модель.

3.3. Определение параметров системы управления.

3.3.1. Определение параметров регулятора (звена замкнутого цикла).

3.3.2 Определение параметров корректора (звена разомкнутого цикла).

3.3.3. Определение рабочих точек и диапазонов изменения параметров.

3.3.4. Функциональная схема следящей системы управления РКЭ вместе с его силовой частью и системой контроля.

3.4. Обеспечение требуемой внешней характеристики РКЭ и инвариантности РКЭ к возмущениям.

3.5. Разработка адаптивной системы управления РКЭ

3.5.1. Моделирование процессов в СЭС при адаптивной компенсации мощности искажений и коррекции коэффициента мощности.

3.5.2. Алгоритм адаптивной параметрической настройки.

3.5.3. Адаптивная система управления РКЭ.

3.5.4. Характеристики адаптивной системы управления РКЭ.14]

3.6. Выводы по главе 3.

Глава 4. Численное и физическое моделирование регулятора качества электроэнергии.

4.1. Численное моделирование регулятора качества электроэнергии.

4.1.1. Методика и алгоритм численного моделирования РКЭ.

4.1.2. Результаты численного моделирования РКЭ.

4.2. Физическое моделирование регулятора качества электроэнергии.

4.2.1. Предпосылки и принципы разработки физических моделей РКЭ.

4.2.2. Описание экспериментальной установки по исследованию РКЭ.

4.2.3. Цели экспериментальных исследований.

4.2.4. Результаты экспериментального исследования РКЭ.

4.3. Методика разработки регулятора качества электроэнергии.

4.4. Выводы по главе 4.

Современное развитие мирового сообщества в целом и России в частности характеризуется всё большим влиянием на него энергоснабжения. По этому поводу Президент России В.В. Путин отметил: «Глобальная энергетика сегодня - важнейшая движущая сила социально - экономического прогресса» [1]. Это касается как основных отраслей хозяйства, так и отдельных потребителей - от предприятий до персональных пользователей. При этом в условиях сложившейся цивилизации важнейшая роль отводится электроэнергетике как наиболее распространённой и удобной для преобразования форме энергоснабжения.

Обоснование актуальности темы диссертации.

Системы электроснабжения (СЭС) обеспечивают потребителей электроэнергией регламентированного качества. Для России требования к качеству электроэнергии отражены в межгосударственном стандарте ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» [2]. Однако, как показывают исследования, в реальности данные нормы далеко не всегда соблюдаются. Это приводит к неоптимальным режимам работы и даже к повреждениям элементов СЭС и приёмников электроэнергии, а также к увеличению потерь энергии. Поэтому в настоящее время в условиях глобального дефицита энергии и необходимости её экономии является весьма актуальной проблема контроля и поддержания (регулирования) качества электроэнергии.

Эта проблема обостряется ещё и тем, что в настоящее время на повестке дня стоит вопрос ответственности за ухудшение качества электроэнергии.

Как известно, источником такого ухудшения являются не только источники электроэнергии, но и её приёмники, особенно нелинейные. Поэтому Европейским Комитетом по стандартизации в электротехнике Европейского Союза принят стандарт £N61000-3-2 «Предельные значения гармонических излучений», вступивший в действие в странах ЕС с 01.01.2001г. Согласно требованиям этого стандарта для всех электроприёмников мощностью более 50 В А устанавливаются ограничения на уровни гармонических составляющих входного тока от второй до сороковой гармоники. Отсюда вытекает, что для бестраис-форматориых (ключевых) источников вторичного электроснабжения (нелинейных электроприёмников) мощностью более 50 ВА обязательна постановка регуляторов качества электроэнергии (корректоров коэффициента мощности). Аналогичные проекты прорабатываются и в России. При таком подходе улучшается качество электроэнергии в СЭС - снижаются фазовые перекосы и уменьшается уровень импульсных помех.

В связи с этим необходимо массовое производство ключевых источников вторичного' электроснабжения, оснащенных регуляторами качества электроэнергии (РКЭ), для всех сфер применения. Поэтому разработка и исследования РКЭ является актуальной проблемой современной электротехники.

Краткий обзор состояния разработки выбранной темы

Традиционно для решения задач регулирования качества электроэнергии применялись тиристорные стабилизаторы напряжения, компенсаторы реактивной мощности и пассивные фильтры. Возможность использования силовых электронных устройств в качестве активных РКЭ начала привлекать внимание специалистов (в т.ч. и российских), начиная с середины 70-х годов ХХ-го века. При этом рассматривались статические преобразователи с широтио-импульсной модуляцией (ШИМ), работающие на базе инвертора напряжения или инвертора тока.

Активные разработки РКЭ начали проводиться учёными в 80-е годы. России данной проблемой начали интенсивно заниматься с начала 90-х годов.

Значительный вклад в разработку таких многофункциональных регуляторов качества электроэнергии внесли отечественные учёные из Московского энергетического института (Розанов Ю.К., Рябчицкий М.В., Квасшок A.A., Иванов И.В. и др.), из Всероссийского электротехнического института (Муста-фа Г.М., Иванова Е.В., Кутейникова A.B. и др.); из других учреждений и фирм

Лабунцов В.А., Зиновьев Г.С., Железко Ю.С., Ковалёв Ф.И., Флореицев С.И., Агунов A.B., Магазинник Л.Т., Мелешин В.И., Лукин A.B. и др.).

Анализ развития этого направления позволяет утверждать, что в ближайшем будущем технико - экономическая эффективность систем электроснабжения будет в значительной мере определяться насыщенностью СЭС устройствами силовой электроники [3].

В настоящее время широко используются два основных подхода к регулированию (улучшению) качества напряжения в сетях переменного тока:

• последовательное включение РКЭ между источником переменного напряжения и искажающим потребителем с целью формирования посредством РКЭ только синусоидального входного тока с нулевым фазовым сдвигом относительно входного напряжения (коррекция коэффициента мощности);

• параллельное включение РКЭ с искажающим потребителем с целыо замыкания токов высших гармоник на РКЭ и циркуляцию их в некотором локальном контуре (так называемая фильтрация высших гармоник).

В качестве РКЭ последовательного включения традиционно может применяться стабилизатор напряжения для нагрузок, питающихся переменным напряжением. Находят применение аппараты на базе встречно-параллельного включения тиристоров. Регулирование осуществляется изменением угла включения вентилей. Такой РКЭ скорее осуществляет регулирование напряжения па нагрузке и не препятствует протеканию гармоник тока в питающую сеть и к другим потребителям; более того, сам способ регулирования предполагает искажение формы питающего напряжения, следовательно, ухудшение ПКЭ [4].

Если искажающим потребителем является ключевой источник вторичного электропитания (ИВЭП) с бестрансформаторным входом, то на РКЭ возлагается функция компенсации искажений тока. Эта задача решается преднамеренным формированием в ИВЭП синфазного входного тока, повторяющего форму питающего напряжения [5]. Такой подход известен как активная коррекция коэффициента мощности в ИВЭП и широко используется в ключевых ИВЭП [6.9]. Схема имеет два каскада преобразования электроэнергии (выпрямление и подъем напряжения) и обеспечивает питание нагрузки постоянным напряжением. Дальнейшее снижение потерь достигается как применением однокаскад-ной схемы ШИМ-выпрямления [10], так и использованием режимов «мягкой» коммутации и переключения вентиля в нуле тока или напряжения [11].

В качестве РКЭ параллельного включения применяются фильтры.

Традиционными техническими средствами фильтрации высших гармоник в СЭС являются пассивные фильтры, выполняемые на основе конденсаторов и реакторов. Эффективность таких фильтров ограничена следующими основными факторами:

Во-первых, они обладают детерминированными частотными характеристиками, в то время как реальный частотный спектр высших гармоник тока или напряжения в СЭС имеет стохастический и изменяющийся характер.

Во-вторых, высокая точность настройки и высокая добротность пассивных фильтров, как правило, оказывают негативное влияние на переходные процессы в динамических режимах работы СЭС, вызывая, например, перенапряжения в сети.

Применение электронных РКЭ параллельного типа предполагает использование полупроводниковых ключевых компенсаторов с накопителями энергии на стороне постоянного тока [12]. Такие РКЭ (обычно их называют активными фильтрами) основаны на использовании мостовой вентильной схемы, подключенной выводами переменного тока к питающей сети параллельно потребителям, отрицательное влияние которых нужно скомпенсировать. Наиболее интенсивное развитие и отражение в публикациях посвященных вопросам РКЭ, получили работы именно по активным фильтрам [3,13. 15].

Значительным ограничением в использовании активных фильтров является то, что их мощность должна быть соизмеримой с мощностью нелинейной нагрузки, следовательно, они будет иметь высокую стоимость.

Более экономичным путем решения проблемы является использование пассивных фильтров в сочетании с активными, но меньшей мощности, - так называемых гибридных фильтров [16]. Гибридные фильтры сочетают достой нсгва традиционных пассивных фильтров из реактивных элементов и активных фильтров сравнительно малой мощности.

Основным недостатком рассмотренных технических решений является невозможность полного подавления всех гармонических составляющих искаженного тока нагрузки. Другим их недостатком является работа устройства только в сети переменного тока. В случае соизмеримости мощностей источника и группы потребителей зачастую постановка автономного активного или гибридного фильтра с функцией стабилизации напряжения по выходной шипе переменного напряжения [17] является перспективной с технической точки зрения, но не выгодной с экономической, т.к. затраты на дополнительное устройство оказываются существенными по сравнению с искажающим потребителем.

Между тем, достижение частичной компенсации искажающих составляющих тока нагрузки может быть обеспечено, если осуществить генерацию в питающую сеть дополнительного компенсационного тока, приблизительно равного, но находящегося в противофазе. Такая задача может быть решена посредством использования в качестве РКЭ силовой схемы активного корректора коэффициента мощности [18], когда из питающей сети потребляется ток основной гармоники и группа высших гармоник, компенсирующих искажения работающих рядом нелинейных электроприемников.

Современное состояние элементной базы силовой электроники даёт большие возможности построения регуляторов с расширенными свойствами, которые позволяют компенсировать реактивную мощность и мощность искажений в локальной системе электроснабжения.

Однако в настоящее время недостаточно проработан ряд вопросов, связанных с разработкой, созданием и исследованием многофункциональных регуляторов качества электроэнергии, предназначенных для компенсации мощности искажений (высших гармоник потребляемого тока), реактивной мощности первой гармоники и стабилизации напряжения на значительно изменяющейся нелинейной нагрузке.

Целью диссертационной работы является разработка и исследование регулятора качества электроэнергии (РКЭ), позволяющего (наряду с обеспечением электропитания стабилизированным напряжением значительно изменяющейся нелинейной нагрузки мощностью около 10 кВт) поддерживать заданную форму тока, потребляемого нагрузкой, и (при необходимости) компенсировать высшие гармоники тока, имеющиеся в СЭС.

В ходе диссертационной работы необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать современное состояние источников вторичного электропитания и устройств регулирования качества электроэнергии. На основе этого анализа выбрать базовую схему силовой части РКЭ мощностью около 10 кВт и наметить пути достижения поставленной цели.

2. Разработать математическую модель силовой части РКЭ в составе однофазной локальной СЭС. На основе анализа полученной модели оценить протекающие процессы, получить основные характеристики силовой части РКЭ и дать рекомендации по параметрам её основных элементов.

3. Используя математическую модель силовой части РКЭ, разработать систему управления РКЭ, позволяющую стабилизировать напряжение на значительно изменяющейся нелинейной нагрузке, поддерживать заданную форму тока, потребляемого нагрузкой, и (при необходимости) компенси-ровать'высшие гармоники тока, имеющиеся в СЭС.

4. Рассмотреть вопросы схемотехнической реализации основных узлов РКЭ.

5. Провести численное исследование и физическое моделирование РКЭ.

Методы исследований, применяемые в диссертационной работе:

• методы теории электрических цепей, использование эквивалентных схем СЭС и схем замещения электротехнических устройств;

• математическое моделирование работы силовой части РКЭ с помощью метода усреднённого пространства состояний;

• применение математического аппарата дифференциальных уравнений и операторного исчисления;

• методы теории автоматического управления;

• численное моделирование работы РКЭ с применением пакетов прикладных программ;

• физическое моделирование РКЭ.

Содержание диссертационной работы изложено в четырёх главах, заключении и приложениях.

В первой главе проанализировано современное состояние источников вторичного электропитания (ИВЭП) и регуляторов качества электроэнергии (РКЭ) и намечены пути их совершенствования.

Наиболее широко применяемые ключевые ИВЭП (КИВЭП) имеют несинусоидальный характер потребляемого тока, что является причиной ухудшающей режим работы систем электроснабжения. Перспективным является разработка «прозрачного» устройства, выполняющего функции КИВЭП и РКЭ, (для краткости далее это устройство будет называться РКЭ), потребляющего из се ти ток, повторяющий по форме напряжение питания, и при необходимости компенсирующего высшие гармоники тока имеющиеся в СЭС.

На основе сравнительного анализа схем силовой части РКЭ мощностью около 10 кВт выбрана однокаскадная схема полумостового импульсио-модулированного выпрямителя. В качестве элементной базы для силовой части разрабатываемого РКЭ рекомендуются быстродействующие силовые диоды серии EMCONTM и диоды Шоттки, полевые транзисторы с изолированным затвором - Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET), биполярные транзисторы с изолированным затвором Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) и высоковольтные MOSFET (COOLMOS™).

Во второй главе разработана математическая модель силовой части РКЭ в составе однофазной локальной СЭС.

На основе метода усредненного пространства состояний разработана и исследована математическая модель силовой схемы РКЭ. Получены основные характеристики силовой схемы РКЭ, позволяющие оценить энергетические процессы в РКЭ, определить диапазоны рабочих режимов. Проведена количественная оценка загрузки активных и пассивных элементов силовой схемы

РКЭ. Получены зависимости, характеризующие рабочие режимы элементов. Проведен анализ составляющих потерь мощности и их долевой вклад в снижение КПД. Даны рекомендации по выбору основных элементов силовой части РКЭ и значениям их параметров.

В третьей главе разработана система управления РКЭ, позволяющая стабилизировать напряжение на значительно изменяющейся нелинейной нагрузке, поддерживать заданную форму тока, потребляемого нагрузкой, и (при необходимости) компенсировать высшие гармоники тока, имеющиеся в СЭС.

Для этого:

• проанализированы задачи, которые должна решать система управления (СУ) разрабатываемого РКЭ, проведен анализ известных методов и устройств управления РКЭ;

• разработана линеаризованная математическая модель силовой части РКЭ как объекта управления;

• синтезирована замкнутая структурная схема РКЭ;

• проведен выбор контролируемых параметров;

• определены варианты построения системы контроля и звенья системы управления, обеспечивающие достижение требуемых характеристик РКЭ;

• определены параметры регулятора (звена замкнутого цикла) и корректора (звена разомкнутого цикла);

• определены рабочие точки и диапазоны изменения параметров;

• рассмотрены условия обеспечения требуемой внешней характеристики ККМ и его инвариантности к возмущениям;

• рассмотрено применение адаптивного принципа управления к РКЭ, разработана идеология построения адаптивной системы управления (АдСУ), описан процесс адаптивной настройки;

• синтезирована структурная схема системы компенсации мощности искажений и коррекции коэффициента мощности, использующей АдСУ;

• проведено численное моделирование работы АдСУ для случая соизмеримых мощностей источника и потребителей.

В четвёртой главе приведены результаты численного и физического моделирования работы РКЭ.

Рассмотрены вопросы схемотехнической реализации некоторых основных узлов РКЭ. Разработан алгоритм численного моделирования РКЭ с использованием известных программных продуктов. Проведено численное исследование РКЭ (реализация на ЭВМ математических моделей, полученных ранее) и приведены его результаты. Описана физическая модель РКЭ и приведены результаты её экспериментального исследования.

В приложениях приведены: Приложение 1. Современная элементная база силовой электроники. Приложение 2. Моделирование силовой части РКЭ Приложение 3. Синтез системы управления Приложение 4. Численное и физическое моделирование Приложение 5. Сокращения терминов и обозначения величин

В заключении сформулированы наиболее важные результаты исследований и основные выводы по работе.

На защиту выносятся:

1. Результаты анализа современного состояния источников вторичного электропитания и устройств регулирования качества электроэнергии.

2. Математическая модель силовой части РКЭ в составе однофазной локальной СЭС, полученная на основе применения метода усреднённого пространства состояний.

3. Рекомендации по определению основных параметров РКЭ и по выбору его элементов.

4. Линеаризованная математическая модель силовой части РКЭ, применяемая для синтеза системы управления РКЭ.

5. Принцип построения и структурная схема системы управления РКЭ.

6. Методики моделирования и разработки РКЭ.

7. Результаты численного исследования и физического моделирования РКЭ.

Научная новизна работы:

1. Разработана математическая модель силовой части РКЭ в составе однофазной локальной СЭС.

2. Разработана линеаризованная математическая модель силовой части РКЭ, применяемая для синтеза системы управления РКЭ.

3. Разработан принцип построения и алгоритм функционирования системы управления РКЭ, позволяющий достичь новых свойств РКЭ.

Практическая значимость работы:

1. Разработана структурная схема системы управления РКЭ.

2. Выработаны рекомендации по определению основных параметров РКЭ и по выбору его элементов.

3. Сформулированы методики моделирования и разработки РКЭ.

4. Проведены теоретические и экспериментальные оценки характеристик РКЭ.

Научная новизна и практическая значимость подтверждаются: использованием традиционных методических принципов современной науки и известных методов анализа и синтеза; непротиворечивостью математических выкладок и преобразований; отсутствием отрицательных отзывов на доклады и публикации по работе; выдачей патента на разработанное устройство; актами о реализации основных результатов работы.

Результаты работы докладывались на: А) научно - технических семинарах: кафедры «Электрические, электронные и микропроцессорные аппараты» Южно - Российского государственного технического университета (ЮРГТУ) в апреле 2006 г.;

Армавирского машиностроительного техникума в 2003-2006 гг.;

- кафедры физики Армавирского государственного педагогического университета в апреле 2006 года;

- кафедры теоретических основ радиотехники Таганрогского государственного радиотехнического университета (ТРТУ) в 2003-2006 гг.;

Б) научно-технической конференциях:

- ТРТУ в октябре 2005г.;

- Армавирского филиала Кубанского государственного технологического университета в марте 2006 г.

Основные результаты работы опубликованы в:

- 2 статьях в журнале «Промышленная энергетика» (г. Москва) [28, 124].

- 7 статьях в научно-технических сборниках ТРТУ (г. Таганрог) и ЮРГТУ (г. Новочеркасск) [103, 134, 135, 136, 137, 138, 139];

- 1 тезисах доклада в ТРТУ (г. Таганрог) [133].

По материалам работы в июне 2005 г. подана заявка на патент «Источник вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети», по которой принято положительное решение ФГУ ФИПС [18].

Основные результаты работы реализованы в:

1. учебном процессе кафедры теоретических основ радиотехники ТРТУ (г. Таганрог);

2. практических и лабораторных работах по дисциплине «Электротехника» в Армавирском машиностроительном техникуме (г. Армавир);

3. научно-исследовательской работе Научно-исследовательской лаборатории автоматизации приборостроения (г. Таганрог);

4. опытно - конструкторской работе Специального конструкторского бюро испытательных машин (г. Армавир).

Автор выражает благодарность кафедре теоретических основ радиотехники ТРТУ за постоянное внимание к данной работе. Особую благодарность за неоценимую помощь автор выражает к.т.н. Аванесову В.М.

Результаты работы внедрены в Таганрогском государственном радиотехническом университете; в Армавирском машиностроительном техникуме; в Научно - исследовательской лаборатории автоматизации приборостроения (г. Таганрог); Специальном конструкторском бюро испытательных машин (г. Армавир).

Заключение

По диссертационной работе можно сделать следующие основные выводы:

1. Улучшение технико-экономических показателей современных источников вторичного электропитания, большинство из которых являются ключевыми, целесообразно вести в направлении коррекции коэффициента мощности и разработки «прозрачного» преобразователя, потребляющего из сети ток, повторяющий по форме напряжение питания. Более того, необходимы КИВЭП, которые не только корректируют собственный коэффициент мощности, но и уменьшают искажения в СЭС. Такой подход позволяет решить вопросы повышения качества электроэнергии, энергосбережения, улучшения электромагнитной обстановки и помехоустойчивости и экономии материальных средств на этапе введения в строй новых систем электроснабжения.

2. Наиболее перспективной для силовой части РКЭ мощностью около 10 кВт является однокаскадная полумостовая схема коррекции коэффициента мощности и компенсации мощности искажений.

3. В качестве элементной базы для силовой части разрабатываемого РКЭ рекомендуется применение полевых транзисторов с изолированным затвором -(MOSFET), биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) и вытм соковольтных MOSFET (COOL MOS быстро восстанавливаемых диодов (FRD) или высоковольтных диодов с барьером Шоттки.

4. На основе метода усредненного пространства состояний разработана математическая модель силовой схемы РКЭ в составе СЭС:

- получена осредненная система уравнений состояния в матричной форме;

- получено выражение, связывающее закон изменения входного тока РКЭ и коэффициент заполнения ШИМ для произвольной (в общем случае) формы входного тока;

- получена в операторной форме матричная передаточная функция силовой части РКЭ;

- исследована работа силовой части РКЭ в установившемся режиме.

5. Получены основные характеристики силовой части РКЭ, позволяющие оценить энергетические процессы и определить диапазоны режимов РКЭ:

- зависимости коэффициентов передачи силовой части от коэффициента заполнения для разных значений мощности нагрузки;

- зависимости коэффициента заполнения как функции времени на интервале периода питающего напряжения;

- зависимости КПД силовой части РКЭ от величины нагрузки и от коэффициентов передачи.

6. Проведенное исследование активного РКЭ, выполненное численными методами по полученным формулам, позволяет провести его конструирование, т.к. даёт возможность:

- оценить энергетическую загрузку полупроводниковых вентилей (комму татора) и определить требования к охлаждению силовых элементов;

- произвести выбор силовых элементов по предельным режимам работы;

- определить номинальные значения дросселя и конденсатора.

7. Проведена количественная оценка загрузки активных и пассивных элементов силовой части РКЭ. Получены зависимости, характеризующие рабочие режимы элементов. Проведен анализ составляющих потерь мощности в РКЭ и их долевой вклад в снижение его КПД.

8. Проанализированы задачи, которые должна решать система управления (СУ) разрабатываемого РКЭ. Рассмотрены типовые схемы СУ интегрального исполнения (контроллеров), используемых в настоящее время для управления силовой частью импульсных регуляторов напряжения. Проанализированы известные методы и устройства систем управления РКЭ. Сделан вывод, что улучшить характеристики контроллеров позволяет использование модальной стратегии управления.

9. Проведён анализ силовой части РКЭ как объекта управления с учётом отклонений и возмущений. Разработана соответствующая структурная схема. Импульсная система с широтно - импульсным преобразователем приведена к линейной непрерывной модели, что даёт возможность дальнейшие исследования силовой части РКЭ проводить методами, используемыми для линейных непрерывных систем.

10. Определены схема построения системы контроля и звенья системы управления, обеспечивающие достижение требований к характеристикам РКЭ. Проведен выбор контролируемых параметров. Определены параметры регулятора (звена замкнутого цикла) и корректора (звена разомкнутого цикла). Определены их рабочие точки и диапазоны изменения параметров. Рассмотрены условия обеспечения требуемой внешней характеристики РКЭ и его инвариантности к возмущениям.

11. Синтезирована структурная схема системы управления активным регулятором качества электроэнергии вместе с его силовой частью и системой контроля, обеспечивающая требуемую внешнюю характеристику.

12. Проведён анализ адаптивных методов управления, как наиболее перспективных для решения проблемы эффективного управления режимом работы СЭС в части регулирования качества электроэнергии. Разработана математическая модель адаптивной системы управления и синтезирована её структурная схема. Рассмотрены возможности данной системы в составе регулятора качества электроэнергии.

13. Разработана идеология построения адаптивной системы управления (Ад-СУ). В качестве критерия, характеризующего степень искажения, принят коэффициент формы кривой питающего напряжения в точке подключения РКЭ к сети. Описан процесс адаптивной настройки.

14. Синтезирована структурная схема системы компенсации мощности искажений и коррекции коэффициента мощности, использующей АдСУ.

15. Проведено численное моделирование работы АдСУ для случая соизмеримых мощностей источника и потребителей (25 кВА). Получены кривые переходного процесса адаптации для разных значений коэффициентов сходимости.

16. Разработаны методика и алгоритм численного моделирования работы РКЭ.

17. Получены результаты численного моделирования РКЭ для токов и напряжений в режимах следящего источника тока и стабилизированного источника напряжения. Исследованы зависимости: параметров РКЭ от характеристик СЭС для разных типов силовых трансформаторов; коэффициентов передачи объектно - ориентированного контроллера (ООК) от нагрузки для разных значений сопротивлений петли «фаза - нуль» и нагрузки; рассогласование между ведущим сигналом и выходным напряжением; формы выходного напряжения и входного тока; частота переключений вентилей; влияние ширины зоны переключений и амплитуды ведущего сигнала; колебательные свойства силовой части РКЭ.

18. Рассмотрен режим следящего источника тока с инжекцией в питающую сеть высших гармоник потребляемого тока таким образом, чтобы обеспечить: минимальные искажения кривой выходного напряжения; коэффициент мощности, близкий к единице; компенсацию мощности искажений.

19. Сформулированы задачи на экспериментальные исследования физической модели РКЭ. Описана экспериментальная установка (система контроля, преобразовательный модуль, аппаратное и алгоритмическое сопряжение модуля с ЭВМ).

20. Разработаны схемы и алгоритмы работы СУ РКЭ на базе ЭВМ.

21. Разработан и исследован режим переключения силовых транзисторов преобразователя, получены схемотехнические решения, обеспечивающие безопасное эффективное переключение вентилей, разработаны рекомендации по применению драйверов.

22. Рассмотрен вариант построения системы контроля параметров РКЭ. Предложена схемотехническая реализация и программно - алгоритмическая поддержка системы контроля параметров РКЭ на аналоговых элементах.

23. Разработана структурная схема преобразовательного модуля с подключенными измерительными приборами и контрольными точками. Устройство является функционально законченным и выполнено на основе блочио-модульной конструкции.

24. Изготовленный преобразовательный модуль позволяет проводить исследования процессов преобразования электроэнергии дри различных величинах нагрузки, напряжениях питания и формы ведущего сигнала.

25. Осуществлена программно - аппаратная стыковка преобразовательного модуля с персональным компьютером класса 1ВМ. Ввод - вывод аналоговой информации осуществляется в реальном масштабе времени через функционально законченные устройства ввода-вывода, установленные в слоты материнской платы компьютера. Ошибка ввода - вывода аналоговой информации не превышает 0,7% при времени обработки менее 20 мкс (реальный масштаб).

26. Регулятор качества электроэнергии на ЮВТ непрерывно устойчиво проработал в течение 75 часов при частоте модуляции не выше 15.22 кГц. РКЭ устойчиво работал при мощности 2100 Вт (иф =210.225 В, иы=375 В)

27. Получены осциллограммы тока и напряжения РКЭ. Кривая тока имеет высокочастотную пульсацию (на уровне 3.8 %) и искажения за счет снижения частоты ШИМ до значения 18 кГц (период частоты ШИМ составляет 55 мкс).

28. Применение транзисторов МОБРЕТ 8Р\У47Ш085 позволило получить мощность до 3,5 кВт. Частота преобразования достигала 45 кГц. Испытания такого РКЭ проходили в течение 48 часов.

29. Исследованы основные режимы работы силовой части и сигнальных цепей преобразовательного модуля. Исследованы процессы преобразования электроэнергии при различных значениях мощности нагрузки, формы ведущего сигнала и напряжения питания. Экспериментально определены безопасные режимы работы преобразователя в требуемом диапазоне мощностей.

30. Форма кривой тока достаточно точно повторяет форму входного напряжения РКЭ для любых типов вентилей, т.е. задача коррекции коэффициента мощности в физической модели РКЭ решается успешно.

31. При исследовании работы РКЭ в диапазоне изменения мощностей от 0,5 до 3,5 кВт установлено, что внешняя характеристика является достаточно жесткой, и обеспечивается стабилизация выходного напряжения не хуже 4%.

32. Получены зависимости КПД РКЭ, нестабильности и коэффициента пульсаций выходного напряжения РКЭ от мощности нагрузки.

33. Проведено исследование процессов инжекции в питающую сеть высших гармонических составляющих с целью улучшения качества питающего напряжения в точке подключения РКЭ. Результаты эксперимента подтверждают теоретические выводы об эффективности использования адаптивных регуляторов в системах управления преобразователями электроэнергии. Сложность построения генератора ведущего сигнала с высоким уровнем гармоник (выше 4) не позволила в полной мере оценить количественную и качественную сторону инжекции высших гармоник в питающую сеть.

34. Сформулирована методика разработки РКЭ.

1. Путин В.В. Как «восьмёрке» сработать «на пятёрку»? // Аргументы и фак-ты.-2006, №9, с.З.

2. ГОСТ • 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в электрических сетях общего назначения. М.: ИПК Издательство стандартов,1998.-31 с.W

3. Розанов Ю.К., Рябчицкий М.В., Кваснюк А.А. Современные методы регулирования качества электроэнергии средствами силовой электропики. -Электротехника, 1999, №4, с. 28-32.

4. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. -М.: Эиергоатомиздат, 1992. -296 е.: ил.ф, 5. Флоренцев С.Н. Активная коррекция коэффициента мощности преобразователей с однофазным выпрямителем на входе. Электротехника, 1992, №3.

5. Мелешин В.И., Нечагин М.А. Проектирование однофазных выпрямителей с активной коррекцией коэффициента мощности. Электротехника, 1998, №3.

6. Щ 7. Крючков В.В. Источники питания с коррекцией коэффициента мощности. Электропитание. Вып.1., с.71.75.

7. Аванесов В.М., Кудинов П.Н., Рубан C.B. Коррекция коэффициента мощности источников вторичного электропитания. Промышленная энергетика,1999, №6, С.40.45.

8. Овчинников Д.А., Кастров М.Ю., Лукин А.В., Малышков Г.М. Трехфазный выпрямитель с коррекцией коэффициента мощности. // Практическая силовая электроника. 2002. - №6. - С. 8-15.

9. Мустафа Г.М., Иванова Е.В. Простой однофазный выпрямитель с синусоидальным входным током. Электротехника, 1989, №7.

10. Лабунцов В.А., Чжан Дайжун. Однофазные полупроводниковые компенсаторы пассивной составляющей мгновенной мощности. Электричество, 1993, №12.

11. Gyugyi, L., Stricula Е.С. Active AC Power Filters// Conf. Rec. Meet IEEE Tnd. Appl. Soc. 1976. P. 529—535.

12. Akagi H., Tsukamoto Y., Nabae A. Analysis and design of an an active power filter using quad-series voltage source PWM converters//IEEE/IAS 23-th Annu Meet, Pittsburgh (Pennselvania), Oct. 1988. P. 867—873.

13. Aredes'M, Hafner J, Heumann K. Three-phase four-wire shunt active filter control strategies//IEEE Trans, on power electronics. 1997. Vol 12. P.311—318.

14. Мустафа Г.М, Кутейникова А.Ю, Розанов Ю.К, Иванов И.В. Применение гибридных фильтров для улучшения качества электроэнергии. Электричество, 1995, №10.

15. Овчинников Д.А. Разработка и исследование однофазных корректоров коэффициента мощности. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - МЭИ, 2004. - 20 с.

16. Рябчицкий М.В. Регулятор качества электроэнергии (исследование и разработка). Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - МЭИ, 1999. - 19 с.

17. Аванесов В.М., Корчагин A.B., Терешков В.В. Источник вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети: Положительное решение по заявке №2005120473/09(023144) на патент от 30.06.2005.

18. Бессонов JI.A. Теоретические основы электротехники. Изд. 6-е, riepep. и доп. М., Высшая, школа, 1973.

19. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности и повышение качества электроэнергии.-М.: Энергоатомиздат, 1985.

20. Semiconductors and New Power Supply Systems for Energy Saving in Japan. -Toshiba Coiporation Semiconductors Company. 1999

21. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. Ю.Г.Барыбина и др. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 464 е.: ил.

22. Федоров A.A., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984. -472 е., ил.

23. Карташев И.И., Пономаренко И.С., Тедеев И.С., Тютюнов А.О. Энергетическая расчетно-информационная система для контроля качества и учета электроэнергии ЭРИС-КЭ. Промышленная энергетика, 1999, №1.

24. Суднова В.В. Качество электрической энергии. М.: Энергосервис, 2000. -80с.

25. Дрехслер Р. Измерение и оценка качества электроэнергии при несимметричной и нелинейной нагрузке: Пер. с чешек. -М.: Энергоатомиздат, 1985.

26. Fred C.Lee, Seth R.Sanders. Power Factor Correction. IEEE, Transactions on Power Electronics. Vol. 3, 1988, №1, p.219.226.

27. Тереиисов В.В., Пономаренко Т.З., Корчагин А.В., Аванесов В.М. Быстродействующий измеритель отклонения промышленной частоты. Промышленная энергетика, 2002, №10, с.41.,.44.

28. Sundberg G. Der Lichtbogenofen als Verbaucher am Versorgunsnets. Elektriz-itatnirtschaft, 1976, №8, S.209.

29. Жежеленко И.В. Показатели качества электрической энергии и их контроль на промышленных предприятиях. М.: Энергоатомиздат, 1986.

30. Силовые полупроводниковые приборы. Пер. с англ. под ред. Токарева В.В. -Воронеж, 1995.

31. Измерения в электронике: Справочник / Под ред. Кузнецова В.А. М.: Энергоатомиздат, 1987.

32. Флоренцев С.Н. Силовые гибридные интеллектуальные модули. Электротехника, 1995, №3.

33. Конев Ю.И. Компенсаторы мощности искажений. Электропитание. Вып.1., С.60.70.

34. Флоренцев С.Н., Аванесов В.М. Управление силовыми транзисторами с изолированным затвором. Электротехника, 2000, №12, с.1.,.13.

35. Лабунцов В.А., Чжан Дайжун. Трехфазный выпрямитель с емкостным фильтром и улучшенной кривой потребляемого из сети тока. Электричество, 1993, №6, С.45.48.

36. Hewlett Packard. Product Information. 2001.

37. Поликарпов А.Г., Сергиенко Е.Ф. Однотактные преобразователи в устройствах электропитания РЭА. М.: Радио и связь, 1989.

38. Фомичев Ю., Лукин Н. Источники питания современных телевизоров. -СП НИЦ "Наука и техника", 1997.

39. Иванов B.C., Панфилов Д.И. Компоненты Силовой электроники фирмы Motorola. Додэка, 1998.

40. Микросхемы для импульсных источников питания и их применение. М.: Издательство Додэка, 1997.

41. Infineon Technologies. Application Note TDA 1684X. A Controller Family for Switch Mode Power Supplies Supporting Low Power Standby and Power Factor Correction (PFC). Version 1.2, June 2000.

42. O.Garsia, J.A.Cobos, P.Alou, R.Prieto, J.Uceda. A Simple Single-Switch Single-Stage AC/DC Converter With Fast Output Voltage Regulation. IEEE, Transactions on Power Electronics. Vol.17, 2002, №2, pp.163.171.

43. Рудык С.Д., Турчанинов B.E., Флоренцев C.IT. Высокочастотный преобразователь напряжения с высоким коэффициентом мощности по входу для питания люминесцентной лампы. Электротехника, 1996, №4, с.31.33.

44. Березин М.Ю., Ковалев Ю.И., Ремнев A.M. Методы улучшения коэффициента мощности пускорегулирующего аппарата. Светотехника, 1997, №2,1. C.6.8.

45. C.S.Moo, Y.C.Chuang, C.R.Lee. A New Power-Factor-Correction Circuit for Electronic Ballasts with Series-Load Resonant Inverter. IEEE, Transactions on Power Electronics. Vol. 13, 1998, №2, pp.273.277.

46. Y.K.E.Ho, S.T.S.Lee. H. S.-H. Chung, S.Y. Hui. A Comporative Study on Dimming controll Methods for Electronic Ballasts. IEEE, Transactions on Power Electronics. Vol. 16, 2001, №6, pp.828.835.

47. J.Qian, F.C.Y.Lee, T.Yamauchi. Current-Source Charge-Pump Power-Factor-Correction Electronic Ballasts. IEEE, Transactions on Power Electronics. Vol. 13, 1998, №3, pp.564.571.

48. Аванесов В.M., Кудинов П.И., Рубан C.B. Устройства согласования систем управления и силовых цепей статических преобразователей. Промышленная энергетика, 1997, №11, C.34.36.

49. Моин B.C. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Энергоатомиздат, 1986, - 376 с.

50. Русин Ю.С., Горский А.Н., Розанов Ю.К. Исследование зависимости объемов электромагнитных элементов от частоты. Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника, 1983, №10, с. 3.6.

51. Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев A.B. Теория автоматического управления техническими системами: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ, 1993.

52. Руденко B.C., Сенысо В.И., Чиженко И.М. Основы преобразовательной техники: 2е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1980.

53. Северне Р., Блум Г. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания: Пер. с англ. Под ред. Смольникова JI.E. M.: Энергоатомиздат, 1990.

54. Аванесов В.М. Релейное управление следящими статическими преобразователями. Часть I. Структуры систем управления: анализ и синтез. Электричество, 2000, №10.

55. Моин B.C., Лаптев H.H. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Энергия, 1972.

56. Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. М.: Машиностроение, 1976.

57. Мустафа Г.М., Ковалев Ф.И. Сравнительный анализ трех способов управления импульсными следящими инверторами. Электричество, 1989, №2, С.29.37.

58. Статические агрегаты бесперебойного питания / Под ред. Ковалева Ф.И. -М.: Энергоатомиздат, 1992.

59. Шипилло В.П. Операторно-рекуррентный анализ электрических цепей и систем. -М.: Энергоатомиздат, 1991.

60. Озеров JI.A., Разнополов О.А., Штессель Ю.Б. Синтез управления импульсным стабилизатором с двузвенным фильтром на основе скользящих режимов. Электричество, 1990, №7.

61. A.IT.Mitwalli, S.B.Leeb, G.C.Verghese, V.j.Thouttuve-lil. Adaptive Digital Controller for a Unity Power Factor Converter. IEEE, Transactions on Power Electronics. Vol.11, №2, 1996, pp.374.381.

62. F.Guinjoan, J.Calvente,A.Poveda, L.Martinez. Large-Signal Modeling and Simulation of Switching DC-DC Converters. IEEE, Transactions on Power Electronics. Vol.12, №3, 1997, pp.485.493

63. Z.Lai, K.M.Smedley. A Family of Continuous-Conduc-tion-Mode Power-Factor-Correction Controllers Based on the General Pulse-Width Modulator. -IEEE, Transactions on Power Electronics. Vol. 13, 1998, №3, pp.501.510.

64. Андреев Ю.Н. Управление конечномерными линейными объектами. М.: Наука, 1976.

65. Аванесов В.М. Инвариантное управление следящим инвертором напряжения. Электротехника, 1999, №4.

66. Изварин Ю.В., Ковалев Ф.И., Смоляков С.В., Флоренцев С.Н. Интеллектуальные компактные системы гарантированного электроснабжения. Электротехника, 1995, №3, с.15.19.

67. Сазонов В.В. Принцип инвариантности в преобразовательной технике. М. Энергоатомиздат, 1990.

68. Shin-Liang Jung, Meng-Yueh Jin-Yi Jyang, Li-Chia Yen and Ying-Yu Tzou. Design and Implementaion of an FPGA-Bas-ed Control 1С for AC-Voltage Regulation. IEEE Trans, on Power Electronics, Vol. 14, No. 3, pp. 522.532, 1999.

69. Розанов Ю.К. Полупроводниковые преобразователи со звеном повышенной частоты. М.: Энергоатомиздат, 1987.

70. Исхаков А.С., Обухов С.Г., Ушаков А.В. Управление внешней характеристикой источника электропитания. Электричество, 1990, №11, с.67.70.

71. Аванесов В.М. Формирование внешней характеристики следящих статических преобразователей. Электротехника, 2000, №4, с.36.39.

72. Четти П. Проектирование ключевых источников электропитания: пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 240 е.: ил.

73. Shin-Liang Jung, Meng-Yueh Chang, Jin-Yi Jyang, Li-Chia Yen and Ying-Yu Tzou. Design and Implementation of an FPGA-Based Control 1С for AC-Voltagc Regulation. IEEE Trans, on Power Electronics, Vol. 14, No. 3, pp. 522.532, 1999.

74. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения пром-предприятий. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984.

75. Кужеков С.Л., Гончаров C.B. Городские электрические сети: Учебное пособие. Ростов н/Д.: Издательский центр "МарТ", 2001. - 256 с.

76. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учеб. для проф. учеб. заведений. / Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин, В.А. Яшков. М.: Высш.шк., 2001. - 336 е.: ил.

77. Основы теории цепей. Учебник для вузов. Изд.4-е, переработанное. М., Энергия, 1975. 752 е., ил. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил A.B., Страхов C.B.

78. Основы метрологии и электрические измерения: Учебник для вузов / Под ред. Душина. 6-е изд., перераб и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1987.-480 е.: ил.

79. Попов B.C., Желбаков И.Н. Измерение среднеквадратического значения напряжения. -М.: Энергоатомиздат, 1987. 120 е.: ил.

80. Алексенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых микросхем. 2е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985. -256 е.,ил.

81. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. М.: Мир, 1982.

82. Корчагин A.B., Терешков В.В., Аванесов В.М. Источник вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети: Заявка на патент.

83. Горлач A.A., Минц М.Я., Чинков ВН. Цифровая обработка сигналов в измерительной технике. Киев: Техшка, 1985.

84. Адаптивные фильтры: Пер. с англ. / Под ред. Коуэна К.Ф.Н. и Гранта П.М. -М.: Мир, 1988.- 392 е.: ил.

85. Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов. М.: Радио и связь, 1989.

86. Фрадков A.JI. Адаптивное управление в сложных системах: беспоисковые методы. М.: Наука. Гл. ред. физ. мат. лит., 1990.

87. Соколов B.C., Созыкин А.А., Коровкин Р.В., Шейко П.А., Левиков В.В., Дидик Ю.И. Актуальные вопросы мониторинга качества электрической энергии. Технологии электромагнитной совместимости, 2002, №1, с.61.23.

88. Гостев-В.И. Системы управления с цифровыми регуляторами: Справочник.- К.: Тэхника, 1990.- 280 с

89. Дьяконов В.П. Справочник по MathCAD Plus 6.0 PRO. М.: СК Пресс, 1997.- 336 е.: ил.

90. Дмитриков В.Ф., Тонкаль В.Е., Гречко Э.Н., Островский М.Я. Теория и методы анализа преобразователей частоты и ключевых генераторов. Киев, Наукова думка, 1988.

91. Дмитриков В.Ф., Петяшин Н.Б., Сивере М.А. Высокоэффективные формирователи гармонических колебаний. М.: Радио и связь, 1988. - 192 е.: ил.

92. Шипилло В.П. Исследование процессов в замкнутых вентильных системах методом Z-преобразования. Электричество, 1969, №11.1.

93. Шипилло В.П., Долбня В.Т., Зезюлькин Г.Г. Импульсная модель однофазного автономного инвертора. Электричество, 1978, №11, с. 37.43.

94. Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования и проектирования печатных плат Design Center (PSpice). М.: СК Пресс, 1996. - 272 е., ил.

95. Продукция ОАО "Ставропольский радиозавод Сигнал". http://www.signalrp.ru.

96. Рекламный проспект продукции ОАО "Концерн Энергомера". http://www.energomera.ru.

97. Энтони Коллинз. Недорогой счетчик электроэнергии на микросхеме AD7755. Электроника (Зарегистрирован Министерством информации Республики Беларусь), 2003 №№9. 12; 2004, №1.

98. Электронные компоненты и системы. Киев: VD MAIS. 1998, № 4; 2000, № 8; 2000,. № 9; 2000, № 12; 2001, № 1; 2001, № 3; 2001, № 9; 2002, № 2 (http://www.vdmais.kiev.ua).

99. Аганичев А., Панфилов Д., Плавич М. Цифровые счетчики электрической энергии // Chip News. 2000. №2. с. 18-22.

100. Ковалев Ф.И., Флоренцев С.Н. Силовая электроника: вчера, сегодня, завтра. Электротехника, 1997.

101. Siemens Semiconductor. Technical Product Information. CD-ROM: Edition 8.

102. Терешков В.В., Корчагин A.B., Аванесов В.М. Разработка драйвера для управления силовыми транзистором с изолированным затвором. Электромеханика, 2004, №4, с.36.42.

103. Руднев П.И., Шиляев С.Н. Платы сбора данных. Мир ПК, 1993, №3.

104. Руднев П.И. и др. Динамические параметры аналого-цифровых преобразователей и методы их измерений. Радиотехника и электроника, 1993, вып. 10, с. 144.

105. Ю7.Шиляев С.Н. и др. Динамические параметры аналого-цифровых преобразователей. Машиностроитель, 1994, №2.

106. Продукция ЗАО «Руднев-Шиляев». http://www.rudshel.ru

107. Приборы для измерения показателей качества электрической энергии. http://www.linvit.ru

108. ПО.Балига Б.Дж. Эволюция техники силовых МОП биполярных полупроводниковых приборов / Энергетическая электроника. ТИИЭР, 1988, т.76 -с.117-127.

109. Ш.П.Вуд, Д.Кингер. Тенденции совершенствования силовых полупроводниковых приборов для сетевых импульсных источников питания. -- Электротехника, 1993, №11/12, с.78.79.

110. Флоренцев С.П., Ковалев Ф.И. Современная элементная база силовой электроники (Тенденции развития рынка полупроводниковых приборов силовой электроники). Электротехника, 1996, №4, с.2.,.15.

111. И.Розанов Ю.К., Флоренцев С.Н. Электропривод и силовая электроника. -Электротехника, 1997, №11, с.7.12.

112. Флоренцев С.Н. Состояние и перспективы развития приборов силовой электроники на рубеже столетий (анализ рынка). Электротехника, 1999, №4,1. С.2.10.

113. Современные решения в области промышленной и силовой электроники на основе компонентов фирмы Infineon Technologies AG: Материалы семинара. 15.11.2000.тм

114. Поташников М.Ю. COOL MOS : Сименс прорывает барьер. Электротехника, 1998, №4, с.18.20.

115. Бальян Р.Х., Сивере М.А. Тиристорные генераторы и инверторы. IL: Энергоиздат, 1982.

116. Белов Г.А. Высокочастотные тиристорно-транзисторные преобразователи постоянного напряжения. М., Наука, 1983. - 120 с.

117. Тонкаль В.Е. Синтез автономных инверторов модуляционного типа. Киев: Наукова думка, 1979. - 208 с.

118. Каратыгин С.А., Панфилов Д.И., Сафанюк B.C. Применение метода усреднения пространства состояний для анализа процессов в схемах конверторов с существенно меняющимися переменными состояния на одном периоде работы. Электротехника, 1990, №4, с.64.67.

119. Ш.Тульчин И.К., Нудлер Г.И. Электрические сети жилых и общественных зданий. М.: Энергоиздат, 1983. - 304 е., ил.

120. Справочник по электрическим установкам высокого на-пряжения / Под ред. Баумштейна И.А., Бажанова С.А. 3-е изд., перераб. И доп. - М.: Эиерго-атомиздат, 1989. - 768 е.: ил.

121. РД 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования / Под общ ред. Алексеева Б.А., Когана Ф.Л., Мамиконянца Л.Г. 6-е изд. - М.: НЦ ЭНАСД998. - 256 с.

122. Терешков В.В., Корчагин A.B., Аванесов В.М. О влиянии источников вторичного электропитания на показатели качества электроэнергии. Промышленная энергетика, 2003, №2, С.41.45.125. Сайт www.linvit.ru

123. Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. М.: Машиностроение, 1976. - 184 с.

124. Hall В. Correct power factor in switched mode power supplies. ED, 1988, №24, pp.115.126.

125. Кусин A.C., Кадачигов Н.П. Микросхема контроллера коэффициента мощности. Электротехника, 1995, №3, c.l 1.12.

126. Siemens. Product Information. 2000.

127. Иванов B.C., Панфилов Д.И. Компоненты Силовой электроники фирмы Motorola. Додэка, 1998.

128. Siemens. Application Note. Power Factor Controller TDA4862. 1996.

129. Борцов Ю.А., Поляхов Н.Д., Путов B.B. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением. JL: Энергоатомиздат, 1984.

130. Терешков В.В., Пономаренко Т.З., Корчагин A.B. Синтез и моделирование регулятора для устройств повышения качества электроэнергии. Ииформац, технологии: Матер, междунар. науч. конф. 4.2. Таганрог, ТРТУ, 2002, С.45.46.

131. Корчагин A.B. Анализ метрологического обеспечения контроля качества электрической энергии. Мат. междун. науч. конф «Анализ и синтез как методы научного познания», часть 2 , Тагарнрог, 2004, стр. 18.23.

132. Терешков В.В., Корчагин A.B., Аванесов В.М. Формирование математической модели силовой части коорректра коэффициента мощности. Мат. V междунар. науч. конф. "Методы и алгоритмы прикладной математики. " часть 3 г. Новочеркасск, ЮРГТУ, 2005, с.4.9.

133. Корчагин A.B. Адаптивное управление активным регулятором качества электроэнергии. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.- 2006.-Прил. к 2. с. 80-86