автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Создание систем с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями на основе комплекса быстродействующих уточненных моделей

На правах рукописи

ПРОНИН Михаил Васильевич

СОЗДАНИЕ СИСТЕМ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МАШИНАМИ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСА БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ УТОЧНЕННЫХ МОДЕЛЕЙ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические

комплексы и системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2006

Работа выполнена в ОАО «Силовые машины» в филиале «Электросила»

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Беспалов Виктор Яковлевич

доктор технических наук, профессор

Коськин Юрий Павлович

доктор технических наук, профессор

Дмитриев Борис Федорович

Ведущее предприятие — ФГУП ЦКБ МТ «Рубин»

Защита состоится 27 июня 2006 г. в 13 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.07 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.7212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 16 мая 2006 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета д.т.н., профессор

у

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Системы с электрическими машинами (ЭМ) и полупроводниковыми преобразователями (ПП) наиболее интенсивно развиваются в последние два десятилетия. В основном это обусловлено появлением и совершенствованием транзисторных модулей ШВТ, тиристоров ЮСТ и других полупроводниковых приборов. Обширная номенклатура комплектующих элементов, исследования новых технических решений позволяют многим фирмам осуществлять выпуск широкого спектра ПП, регулируемых электроприводов, систем генерирования электроэнергии с улучшенными характеристиками.

Из используемых в электротехнических системах новых устройств можно выделить активные ПП, многоуровневые, матричные, с "плавающими" конденсаторами, с каскадным соединением инверторов в фазах нагрузки. Многие фирмы продолжают разработки систем с преобразователями на однооперационных тиристорах. В системах с ЭМ и ПП преимущественно используются трехфазные синхронные и асинхронные ЭМ. Вместе с тем, расширяется применение многофазных ЭМ с несколькими трехфазными обмотками, взаимно сдвинутыми по фазе. Чаще применяются ЭМ двойного питания, с постоянными магнитами.

При разработке систем с ЭМ и ПП обычно осуществляется большой объем исследований. По электрическим машинам исследования базируются на работах Важнова А. И., Вольдека А. И., Горева А. А., Дани-левича Я. Б., Домбровского В. В., Иванова-Смоленского А. В., Казов-ского Е. Я., Костенко М. П., Лютера Р. А., Хуторецкого Г. М. и др. По полупроводниковым преобразователям исследования базируются на работах Бернштейна И. Я., Глебова И. А., Глинтерника С. Р., Емельянова А. В., Жемерова Г.Г. и др. По системам с ЭМ и ПП, их моделированию и анализу исследования базируются на работах Башарина А. В., Беспалова В. Я., Булгакова А. А., Бутырина П. А., Германа-Галкина С. Г., Глазенко Т. А., Демирчяна К. С., Дмитриева Б. Ф., Ефимова А. А., Ковчина С. А., Козярука А. Е., Копылова И. П., Коровкина Н. В., Кось-кина Ю. П., Короткова Б. А., Неймана Л. Р., Плахтыны Е. Г., Пухова Г. Е., Рудакова В. В., Сабинина Ю. А., Сарбатова Р. С., Сидельникова Б. В., Слежановского О. В., Соколовского Г. Г., Шрейнера Р. Т. и др.

В области разработки и производства систем с ЭМ и ПП работают многие заводы, фирмы, университеты. Более успешны те структуры, которые создают и анализируют новые - технические решения, повышают эффективность производства, осваивают перспективные технологии, повышают качество изделий. Однако, в связи с быстрым развитием преобразовательной техники, создание, современных конкурент- 3 -

носпособных систем с ЭМ и ПП для многих предприятий является проблемой. Отсутствуют достаточно эффективные средства разработки. Несмотря на большой объем выполненых работ по моделированию, имеющиеся средства анализа и синтеза систем (МаЛаЬ, DesignLab и др.) недостаточны. При их использовании трудоемкость решения сложных задач велика, ограничены возможности, модели работают при значительных затратах машинного времени, проявляются ограничения по устойчивости и точности вычислений. Отсутствуют модели и необходимые исследования многих систем с ЭМ и ПП новых типов.

Целью работы является создание систем с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями, в том числе новых типов, на основе разработки комплекса быстродействующих уточненных моделей и выполнения исследований.

Идея работы заключается в разработке методологии моделирования систем с ЭМ и ПП, позволяющей создавать быстродействующие уточненные модели, в создании комплекса таких моделей, в осуществлении анализа и синтеза систем средствами моделирования и в использовании моделей при наладке систем.

Для достижения цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Разработать методологию моделирования систем с ЭМ и ПП, основанную на разделении их на подсистемы, на использовании новых способов разделения систем на части, метода обеспечения устойчивости вычислений, алгоритмов учета потерь энергии в ПП, процедур расчета баланса мощностей и энергий. Для многофазных систем потребовалось модифицировать метод симметричных составляющих.

2. Разработать комплексы моделей систем с ЭМ и ПП в среде программирования С++ВшЫег и в среде ЗнпиНпк, отличающиеся рассмотрением систем нового типа, подробным описанием систем, быстродействием, повышенной точностью и устойчивостью вычислений, наличием процедур расчета баланса мощностей и энергий.

3. Разработать систему наладки блоков управления систем с ЭМ и ПП, использующую модели, работающие в реальном времени.

4. Выполнить исследования, анализ и синтез систем с ЭМ и ПП на моделях и подтвердить адекватность исследований экспериментально.

Защищаемые научные положения

1. Разделение систем с ЭМ и ПП на подсистемы по потокам взаимной индукции обмоток электрических машин и трансформаторов, применение новых способов преобразования систем при разделении их на части, нового метода обеспечения устойчивости вычислений, оригинального способа учета потерь энергии в ПП, методов расчета баланса

мощностей и энергий, модифицированного метода симметричных составляющих позволяет создать методологию моделирования, обеспечивающую повышение устойчивости, точности, быстродействия и надежности моделей, минимизацию исходных данных и использование общих алгоритмов расчета.

2. Разработанная методология позволяет создать комплекс моделей систем с ЭМ и ПП, отличающийся моделями систем нового типа (с многофазными ЭМ, с активными, многотактными, многоуровневыми, каскадными ПП), уточненным описанием систем (учтены потери энергии в ПП, вытеснение токов в ЭМ, различия индуктивностей ЭМ для многофазных и трехфазных составляющих токов), взаимосвязанным описанием различных процессов (электромагнитных, электромеханических, тепловых, регулирования), устойчивостью и точностью вычислений, быстродействием и надежностью моделей, обеспечивающий повышение эффективности анализа и синтеза систем.

3. Замена силовых частей систем с ЭМ и ПП моделями, выполненными по принятой методологии и работающими в реальном времени, позволяет создать систему наладки блоков и алгоритмов управления, обеспечивающую сокращение трудоемкости и сроков выполнения пусконаладочных работ.

4. Установлено свойство систем с 6-фазными ЭМ и ПП напряжения - при увеличении различия индуктивностей ЭМ для 6-фазных и 3-фазных симметричных составляющих токов (при сокращении шага обмоток) пульсации токов фаз увеличиваются. Установлено свойство систем с трехуровневыми ПП напряжения — существуют электрические контуры, в которых замыкаются токи тройной частоты, которые создают дополнительные нагрузки элементов. В многотактных ПП напряжения установлена зависимость токовой нагрузки конденсаторов от количества параллельно включенных преобразовательных мостов. Указанные свойства и зависимости, а также реализация в моделях различных алгоритмов управления и возможностей расчета потерь энергии позволяют выполнить синтез мощной системы с б-фазным асинхронным генератором и активным выпрямителем.

5. В системах пуска турбогенераторов тиристорными пусковыми устройствами установлена связь колебаний частоты вращения ротора и напряжения обмотки возбуждения, что позволяет использовать алгоритм стабилизации процесса, основанный на выделении низкочастотной переменной составляющей напряжения возбуждения.

Методы исследований. Использованы методы расчета электрических цепей, теории электрических машин, полупроводниковых преобразователей, электропривода, автоматического регулирования, методы

моделирования систем с ЭМ и ГШ, решения систем алгебраических и дифференциальных уравнений, сплайн-аппроксимации кривых, гармонического и частотного анализа, симметричных составляющих.

Научная новизна результатов исследований:

1. Новой является методология моделирования систем с ЭМ и ПП, отличающаяся тем, что разделение систем на подсистемы осуществляется по потокам взаимной индукции обмоток ЭМ и трансформаторов, используются новые способы преобразования систем для разделения их на части и обеспечения устойчивости вычислений, оригинальный алгоритм учета потерь энергии в ПП, модификация метода симметричных составляющих для многофазных систем. Методология отличается также тем, что указанные составляющие объединены специальными алгоритмами расчета и дополнены расчетом баланса мощностей и энергий.

2. Новым является комплекс моделей систем с ЭМ и ПП, отличающийся описанием систем с многофазными ЭМ, с активными, многоуровневыми, многотактными и другими ПП, повышенной точностью (учетом потерь энергии в ПП, вытеснения токов в ЭМ, различия ин-дуктивностей ЭМ для многофазных и трехфазных симметричных составляющих токов и др.), взаимосвязанным описанием различных процессов (электромагнитных, электромеханических, тепловых, регулирования), устойчивостью вычислений, быстродействием и надежностью.

3. Новой является система наладки блоков и алгоритмов управления, основанная на замене силовых частей систем с ЭМ и ПП моделями, выполненными по принятой методологии и работающими в реальном времени.

4. Новыми являются результаты анализа систем с многофазными ЭМ и ПП напряжения и синтеза системы с 6-фазным асинхронным генератором и многотактным активным выпрямителем с пониженными пульсациями токов и пониженными потерями энергии.

5. Новыми являются рекомендации по стабилизации процесса пуска турбогенераторов тиристорными пусковыми устройствами путем изменения частоты переключения тиристоров.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена положительными результатами внедрения разработанной методологии моделирования, комплекса моделей и программ расчета на ЭВМ, сравнением результатов расчетов и экспериментов, использованием в моделях систем с ЭМ и ПП расчетов баланса мощностей и энергий, практикой разработки и производства систем с ЭМ и ПП на заводе "Электросила" и на других предприятиях, данными по эксплуатации изготовленных систем.

Практическая ценность работы. Разработана методология моделирования систем с ЭМ и ГШ, позволяющая создавать модели. Разработан комплекс моделей систем с ЭМ и ПП, позволяющий выполнять их анализ и синтез. Разработана система наладки блоков управления систем с ЭМ и ПП, позволяющая сократить сроки выполнения и трудоемкость пусконаладочных работ. Даны рекомендации по построению ряда систем с ЭМ и ПП. Результаты использованы при разработке действующих систем с ЭМ и ПП и в перспективных проектах.

Реализация результатов работы. Методология моделирования и комплекс моделей систем с ЭМ и ПП внедрены на заводе "Электросила" и других предприятиях. Они используются для анализа технических решений, синтеза систем и при проектировании приводов мельниц (4 МВт) ГОК "Олимпиадинский", вентиляторов (3,7 МВт) рудника "Северный Глубокий", трансмиссии переменного тока (1 МВт) самосвалов "БелАз", приводов экскаваторов ЭКГ-10 (800 кВт), шахтных вагонов (100 кВт), насосов (250 кВт), тиристорных пусковых устройств (3-6 МВт) турбогенераторов (Ивановская ГРЭС, Тюменская ТЭЦ-1, ОПС "Каборга", Калининградская ТЭЦ, ТЭС "Геллер" в Венгрии, ТЭЦ "Дибис" в Ираке, ТЭЦ-9, ТЭЦ-27, ТЭЦ-21), судовых систем и др.

Апробация результатов работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях (Германия, — ЕРЕ-2005; Латвия, - ЕРЕ-РЕМС-2004; Франция, - ЕРЕ-2003; Москва -2003; Нижний Новгород - 2002; Новокузнецк - 2002; Санкт-Петербург - 2004, 2002, 2001, 2000, 1998; Ленинград - 1983, 1979).

Личный вклад автора состоит в разработке методологии моделирования и математических моделей систем с ЭМ и ПП, в организации разработки компьютерных моделей систем, в руководстве этой разработкой и непосредственном участии в ней, а также в анализе и синтезе систем с ЭМ и ПП и в выработке рекомендаций по их созданию.

Публикации. По теме диссертации имеется 49 публикаций, в том числе 2 монографии, 9 изобретений, 38 статей.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа содержит введение, семь глав, заключение, список литературы и имеет объем 290 страниц машинописного текста, 154 рисунка, 18 таблиц.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность главному конструктору по электроприводу филиала ОАО "Силовые машины" "Электросила" Б. 3. Дробкину за.предоставленную возможность выполнения исследований, профессору Горного института А. Е. Козяруку за организационную помощь и консультации, а также всем специалистам, сделавшим замечания по диссертационной работе.

Основное содержание работы

Во введении дана характеристика работы, обоснована ее актуальность, научная значимость и практическая ценность.

В главе 1 даны обзор работ по моделированию систем с ЭМ и ПП, характеристика существующих комплексов моделей и сред моделирования, выявлены проблемы, сформулированы цель и задачи работы.

В главе 2 описана методология моделирования систем с ЭМ и ПП. Она включает в себя систему допущений, метод моделирования систем по связанным подсистемам, способы разделения систем на части, метод расчета систем при переменной структуре, методы решения систем уравнений, метод обеспечения устойчивости вычислений, учета потерь энергии в ПП, алгоритмы расчета, методы расчета баланса мощностей и энергий, модифицированный метод симметричных составляющих.

В главе 3 описан комплекс моделей ЭМ - синхронных с обмоткой возбуждения и с постоянными магнитами, асинхронных с коротко-замкнутым и фазным ротором. В моделях' учтено насыщение стали, вытеснение токов в роторе, различия индуктивностей обмоток для трехфазных и многофазных симметричных составляющих токов. Приведены примеры использования моделей, сравнения с экспериментами.

В главе 4 описан комплекс моделей ПП. Описан алгоритм расчета потерь энергии. Приведены примеры использования моделей, сравнения с экспериментами.

В главе 5 описан комплекс моделей систем с синхронными ЭМ и ПП. Описана система наладки блоков управления. Приведены примеры анализа систем, сравнения с экспериментами.

В главе 6 описан комплекс моделей систем с асинхронными ЭМ и ПП. Приведены примеры анализа и синтеза систем, сравнения с экспериментами.

В главе 7 описана реализация моделей систем с ЭМ и ПП в среде программирования С++ Builder и в среде моделирования Simulink.

Заключение содержит обобщенные выводы по результатам исследований в соответствии с целью и решенными задачами.

Основные защищаемые положения

Положение 1: Разделение систем с ЭМ и ПП на подсистемы по потокам взаимной индукции обмоток электрических машин и трансформаторов, применение новых способов преобразования систем при разделении их на части, нового метода обеспечения устойчивости вычислений, оригинального способа учета потерь энергии в ПП, методов расчета баланса мощностей и энергий, мо-

дифицированного метода симметричных составляющих позволяет создать методологию моделирования, обеспечивающую повышение устойчивости, точности, быстродействия и надежности моделей, минимизацию исходных данных и использование общих алгоритмов расчета.

Основой разработанной методологии моделирования систем с ЭМ и ПП является метод расчета сложных систем по связанным подсистемам. Используется известное разделение систем на энергетическую и информационную подсистемы, связанные сигналами датчиков и управляющих воздействий. Реализуется также новый подход к моделированию систем, заключающийся в разделении их на части по потокам взаимной индукции обмоток ЭМ и трансформаторов. Это связано с переработкой математического описания основных элементов систем Ш> [2]> [4]> [21]-[23], [25], но позволяет создать комплекс упрощенных и уточненных моделей, в котором упрощенные модели используются для расчета некоторых режимов работы систем и одновременно служат блоками для построения уточненных моделей. В упрощенных моделях ЭМ представлены обмотками, в которых учтены ЭДС воздушного зазора или сверхпереходные ЭДС. В уточненных моделях систем в качестве подсистем учитываются обмотки возбуждения и демпферные обмотки ЭМ, вращающиеся элементы конструкции и др.

К новым элементам разработанной методологии относится ряд способов разделения систем на подсистемы [1], [2], [19], [23], [25]. Некоторые из них рассмотрены на примере разделения на части системы рис.1, содержащей несколько ПП, питающихся от общей электросети с ЭДС е„п, индуктивностями напряжениями фаз и1П и токами /1Я.

При разделении схемы рис.1 на части фазы источника питания заменяются зависимыми источниками напряжения:

» = 1,2,3. (1)

Источники usn переносятся в фазы нагрузок и схема распадается на подсхемы. Определенные в подсхемах нагрузок токи фаз, складываясь, образуют зависимые источники тока isis3, которые используются в сетевой подсхеме. Далее индуктивные связи обмоток трансформаторов заменяются связями через зависимые источники напряжения и тока. Затем тиристорные мосты и соединенные с ними трехфазные обмотки преобразуются в звенья выпрямленного тока, содержащие эквивалентные ключи кепт, индуктивности 1епт и ЭДС еепт. При этом образуются подсхемы рис.2. В преобразователе с параллельным соединением ти-ристорных мостов индуктивные связи полуобмоток уравнительного дросселя заменены связями через зависимые источники напряжения.

Рис.2. Преобразование подсхем

Многие подсхемы рис.2 одинаковы, например, тиристорный мост, питающийся от трехфазной обмотки и замкнутый на источник тока. Эта подсхема описана аналитически и ее модель включена в библиотеку подсхем. Библиотека подсхем включает в себя и другие модели простейших устройств, которые типичны для многих систем.

При построении модели системы в целом используются библиотечные модели подсистем и описываются их связи. Все уравнения объе-

л

диняются единым алгоритмом расчета [2]. В этом алгоритме имеется внутренний итерационный цикл, в котором решается система алгебраических уравнений и определяются связи подсистем — напряжения зависимых источников напряжения и производные токов зависимых источников тока. После этого каждая подсистема рассматривается отдельно, в ней параметры зависимых источников считаются известными и осуществляется решение уравнений подсистем. После выполнения итерационного цикла осуществляется интегрирование переменных явным методом Эйлера во внешнем цикле расчета по времени.

При разделении систем на части во многих случаях снижается устойчивость вычислительных процессов. Для обеспечения устойчивости используется новый метод преобразования схем [2]. В определенные ветви схем вводятся "стабилизирующие" индуктивности и последовательно с ними включаются зависимые источники напряжения, которые компенсируют падения напряжения на дополнительных индуктивно-стях. Указанные преобразования поясняются с помощью рис.3.

Рис.3. Преобразование схем для повышения устойчивости вычислений

В исходной схеме рис.3 ветвь с ЭДС е\, индуктивностью 1Х и активным сопротивлением гг заменяется зависимым источником напряжения И], который переносится в другие ветви. При этом схема разделяется на подсхемы, связанные через зависимые источники напряжения и тока. В подсхемах с зависимыми источниками напряжения вводятся "стабилизирующие" индуктивности 1ц. Последовательно с источниками включаются дополнительные зависимые источники напряжения.

Преобразованным подсхемам соответствует система уравнений:

Уравнения (2) решаются по описанному выше алгоритму, содержащему внутренний итерационный цикл расчета и внешний цикл интегрирования переменных. При О и 1г<1\ или 1$<1\ итерационный расчет не устойчив. Введение 1ц> 1\ позволяет обеспечить устойчивость.

(2)

Аналогичные алгоритмы расчета используются и в моделях более сложных систем, например, при расчете процессов в схеме рис.1: в фазы подсхем нагрузок рис.2 вводятся стабилизирующие индуктивности

¡1 и соответственно изменяются напряжения источников и„п.

При описании систем с полупроводниковыми элементами используется известный метод моделирования при переменной структуре. Полупроводниковые приборы рассматриваются как идеальные ключи, которые в открытом состоянии замыкают накоротко участки электрических цепей, а в закрытом состоянии разрывают их. Каждой комбинации открытых и закрытых ключей соответствует своя система уравнег ний. В моделях переход к решению другой системы уравнений осуществляется по номеру комбинации открытых и закрытых ключей. При построении моделей осуществляется математическое описание систем для всех комбинаций открытых и закрытых ключей. В системах с большим количеством ключей описание всех состояний осуществляется после разделения систем на подсистемы (рис.1 и 2).

В простейшем варианте метода моделирования систем при переменной структуре потери энергии в ПП не учитываются. В уточненных моделях в каждый момент времени в каждом полупроводниковом элементе по вольт-амперной характеристике при известном токе вычисляется падение напряжения и затем определяется мощность статических потерь энергии. Аналогично определяются динамические потери энергии при каждой коммутации. Указанные потери учитываются в электрических схемах дополнительными резисторами переменной величины. В ряде моделей электромагнитные расчеты объединены с расчетами тепловыми. В этих моделях используются характеристики полупроводниковых приборов для двух фиксированных температур, а потери энергии определяются для текущих температур. Характеристики полупроводниковых приборов задаются таблично, а при расчетах используется сплайн-аппроксимация кривых. Описанные уточнения метода расчета систем с ПП при переменной структуре схем относятся к новым элементам разработанной методологии [1], [2], [3], [34]. Их использование позволяет повысить устойчивость вычислительных процессов (системы уравнений становятся менее "жесткими"). Повышается быстродействие программ расчета — на каждом шаге решается система уравнений минимального порядка. В то же время указанные уточнения позволяют обеспечить высокую точность вычислений.

Описанные выше итерационные алгоритмы расчета сложных систем по взаимосвязанным подсистемам, алгоритм расчета ПП при переменной структуре и алгоритмы определения потерь энергии в ПП и уточнения электромагнитных расчетов объединены в универсальный алго-

ритм расчета систем с ЭМ и ПП. Он используется практически во всех моделях с некоторой адаптацией для конкретных систем. Универсальный алгоритм расчета [2], объединяющий указанные методы расчета, относится к новым элементам разработанной методологии.

При построении моделей многофазных ЭМ важно использовать минимальное количество параметров, определяемых при сложившейся практике проектирования и испытаниях. Некоторые исходные положения для построения указанных моделей дает модификация метода симметричных составляющих для многофазных систем.

Для ЭМ с двумя трехфазными обмотками, взаимно сдвинутыми по фазе на угол -к/6, модифицированный метод симметричных составляющих рассмотрен на примере разложения на составляющие 6-фазной несимметричной системы векторов Апт :

А1) = С0 + С] + С2,

Л21 = Сй+СхЬ4 + с2ъ\

4л ~с0 + с,ь8 + с2ъ\ ^

Ап=С0 + С1Ь + С2Ьп+£)0 + Д +В2,

а22 = с0 + с,&5+Сф1 +£>0+ Ьхъ* + Ъ2ъ8,

Л32 =С0+ С,Ь9 + С2Ь3 + Ь0 + + Г>2Ъ*.

)-

В системе уравнений (3) используется фазный множитель Ь = е 6 .

В соответствии с (3) несимметричная 6-фазная система векторов представляется симметричными 6-фазными ( С0,С,,С2) и 3-фазными (¿)0,Д,£>2) системами векторов нулевой, прямой и обратной последовательностей. Каждой системе симметричных составляющих векторов токов ЭМ соответствует своя индуктивность рассеяния обмоток. Для 6-фазных симметричных составляющих прямой и обратной последовательностей индуктивности рассеяния 1,м обмоток одинаковы. Для 3-фазных симметричных составляющих прямой и обратной последовательностей индуктивности рассеяния 1,х обмоток также одинаковы. Анализ ряда обмоток 6-фазных машин показал, что их индуктивности рассеяния 1й для 6-фазных и 3-фазных токов нулевой последовательности также одинаковы. Индуктивности Iо различны и различия увеличиваются при сокращении шага обмоток.

Методология моделирования систем с ЭМ и ПП отличается также тем, что в ней используются методы расчета баланса мощностей и энергий в системах [2] в качестве основных инструментов для оценки правильности моделей и точности вычислений.

Положение 2: Разработанная методология позволяет создать комплекс моделей систем с ЭМ и ПП, отличающийся моделями систем нового типа (с многофазными ЭМ, с активными, много-тактными, многоуровневыми, каскадными ПП), уточненным описанием систем (учтены потери энергии в ПП, вытеснение токов в ЭМ, различия индуктивностей ЭМ для многофазных и трехфазных составляющих токов), взаимосвязанным описанием различных процессов (электромагнитных, электромеханических, тепловых, регулирования), устойчивостью и точностью вычислений, быстродействием и надежностью моделей, обеспечивающий повышение эффективности анализа и синтеза систем.

В разработанном комплексе представлены модели традиционных систем с ЭМ и ПП, а также систем нового типа — с многофазными ЭМ, с активными ПП, с многоуровневыми, многотактными, каскадными ПП и др. [1]-[5], [7]- [14], [18]-[29], [32]-[40]. Модели ЭМ построены с учетом активных сопротивлений, индуктивностей рассеяния и взаимных индуктивностей обмоток. В многофазных ЭМ учтено различие индуктивностей рассеяния обмоток для многофазных и трехфазных симметричных составляющих токов. Учтено насыщение стали основным магнитным потоком, вытеснение токов. Математическое описание ЭМ выполнено при разделении их на взаимосвязанные подсистемы по магнитным потокам взаимной индукции обмоток.

В ПП полупроводниковые элементы представлены идеальными ключами, но в схемы вводятся дополнительные элементы, параметры которых уточняются на каждом шаге решения всего комплекса уравнений системы - в результате расчета токов, напряжений, потерь энергии, тепловых процессов, температур полупроводниковых элементов, с учетом работы систем управления в динамических и статических режимах систем. Новизна комплекса моделей систем с ЭМ и ПП заключается в том, что электромагнитные, электромеханические и тепловые процессы, а также процессы регулирования, рассматриваются в единых моделях. Такое построение моделей создает условия для анализа и синтеза систем с ЭМ и ПП с учетом многообразия явлений.

В качестве примера рассмотрена модель перспективной мощной системы нового типа — с многофазным асинхронным генератором и многотактным активным выпрямителем на модулях IGBT [23]. Исходная схема системы представлена на рис.4. В схеме: AG — асинхронный генератор, Dit,..Dj2 — уравнительные дроссели, Вп,..В22 — транзисторные мосты активного выпрямителя, с и гс — емкость и активное сопротивление конденсаторного фильтра, еа, га — ЭДС и активное сопротивление аккумуляторной батареи, ка - диод, rd, ld - активное сопротивле-

и

ние и индуктивность нагрузки. Количество подфаз дросселей (и количество параллельно включенных трехфазных мостов) равно ^. Начальное возбуждение вращающегося генератора осуществляется от аккумуляторной батареи. При появлении в генераторе магнитного потока выпрямитель обеспечивает поддержание заданных выпрямленного напряжения и напряжения генератора.

IIе" Г2"! НР— -СП-

т -1—|- и

Рис.4. Система с асинхронным генератором и активным выпрямителем

Моделирование системы рис.4 выполнено при разделении ее на подсистемы рис.5, взаимосвязанные зависимыми элементами (обозначения и особенности подсистем пояснены ниже).

При описании асинхронной машины принято, что она имеет М трехфазных обмоток, взаимно сдвинутых по фазе на угол л/3М. Ротор короткозамкнутый. В фазах: г\ - активные сопротивления, / — индуктивности, ипт — напряжения, гпт — токи, е„т — ЭДС, обусловленные магнитным потоком в зазоре, етт — ЭДС взаимной индукции по путям рассеяния (п= 1,2,3, т=\,..М). В подсхемах роторных контуров по осям й и д (неподвижных относительно ротора) учтены токи реакции якоря и ¡д, индуктивность намагничивания 1т, индуктивности рассеяния ¡¡2 и Ьгг, I,гз и активные сопротивления г2Ь г12, гг3 (с помощью этих параметров учитывается вытеснение токов, количество параметров задается в зависимости от требуемой точности расчетов). На рис.5 указаны также неподвижные оси аир, оси й п д, направление вращения ротора с частотой ш, угол поворота т оси «? ротора относительно оси а. Взаимные связи подсхем машины учтены зависимыми источниками напряжения

впт* esnm и тока ij и iq, связи с активным выпрямителем учтены зависимыми источниками тока inm и напряжения ипт.

Рис.5. Разделение на части системы с асинхронным генератором В начале цикла решения представленной ниже полной системы уравнений рассматриваемой установки в подсхемах обмоток статора известными считаются токи фаз 1пт и их производные. При этом модель асинхронной машины содержит следующую систему уравнений. ЭДС взаимной индукции фаз по путям рассеяния:

dL

din

С"т dt +Snm dt

-he,

di„

dl

dt

po. dt

(4)

где 1а = М(1м -/„), 1Ь = (/0-1)13, I = 2/„-!ш , 1М и /,, - индуктивности рассеяния фаз при симметричной работе всех и одной трехфазных обмоток, /0 - индуктивность нулевой последовательности.

Проекции производных токов на оси а и |3: ñ

dt ЪМ ^it^i

м

О М 3 ¿i

dt

dL О A'3 ¿ft p _ V V т ' J, -} д 4 2-1 nm dt 3M m=1 „=i

í/Í

di м 3 di

dt -¡¡Й ™ ^ Л Л и=| dt

где спт, ст, - коэффициенты.

Производные токов реакции якоря по осям d^^q•.

din . (11^ _ сН^ . dil

dL di„ «'в . . "<„ ш„ . «»в

—— = ——cos т + —-sin х - юг , —- = ——sin т--р- cos х + соlj

dt dt dt ' dt dt dt *

Производные токов контуров ротора по осям dug:

di,,

dL

dt 21 drl1 didTL _ Г211ф2\ ~r22'dr22 ^dll _ r22'dr22 r2i'd23

dt di

L+h 2X dL

dt

dt

l-

aq S2i dt ¿',22 _ r21Í„r2] ~ r21i4r22 diqli

dt

'»+',21

dt

l.

dt

Проекции ЭДС на оси d и q, а и р:

( di. ^ е, = -/„ i' со+—^ L е„ = /„ Ью - -

Л

Л

еа = e¿ cos т + eq sin x, ep = ed sm x - e4 eos x.

ЭДС фаз, обусловленные основным магнитным потоком:

епт ~ еаСпт + epSnm •

Токи реакции якоря по осям аир: 2 м з 2 ™ —

Я

(5)

(6)

(7)

(8)

-5Л1 m=i n=i

'а ~ . . 7 . 7 . ^пт^пт >

зм ^ „=1

Токи реакции якоря и токи роторных контуров по осям d и д:

(9) (10)

'd = íaCOSX + íp sinx, Íq — ia sin X - í'p eos X,

ld21 ~ld~ lad > ldr2l = ld2¡ ~ ld22 > 1<1г22 = l<122 ldll >

Un = ~ laq > lqr2\ = lq2l ~ lq22 > lqr22 ~ lq22

(П)

Электромагнитный момент машины:

Мет=15М1Х^-^")- (12)

При моменте инерции 3 и моменте первичного двигателя Мт частота вращения со и угол поворота ротора х определяются из уравнений:

t->,-"J. f-. (.3)

Связь подсхем генератора и выпрямителя устанавливается через зависимые источники напряжений фаз:

(14)

В уравнительных дросселях учитываются активные сопротивления гу, индуктивности рассеяния lys и взаимные индуктивности !уц подфаз.

Связи подфаз учитываются зависимыми источниками напряжения: 1 A, dinm

^ = (15)

Для обеспечения устойчивости вычислений в подфазы выпрямителя введены индуктивности lst, а напряжения зависимых источников увеличены относительно напряжений фаз генератора на величины падений напряжения на дополнительных индуктивностях. При этом в под-

фазах выпрямителя использованы источники u„jm и индуктивности //.

' + (1б)

Другое преобразование системы рис.4 основано на замене конденсатора зависимым источником напряжения ud:

u<,=-k<b + rcic. (17)

с *

Источник иа переносится в ветви нагрузки, аккумуляторной батареи и в плечи транзисторных мостов. Он переносится также в ветвь с сопротивлением гд, которое включено параллельно конденсаторной бате-рее и использовано для учета динамических потерь энергии в транзисторных модулях. При этом образуются подсистемы рис.5.

В подсистеме нагрузки ток определяется из уравнения:

(18)

dt ld

Токи в подсистемах аккумуляторной батареи и сопротивления гд:

ia=ka{ea~UdVr^ 4 = Md ' Ъ . (19)

Если еа>иЛ то ка= 1 (диод открыт). Если ia<0, то ка=0 (диод закрыт).

В транзисторных мостах каждая функция k„jm (1 или 0) описывает состояние всех ключей, присоединенных к одной подфазе дросселя. В зависимости от этих функций определяются источники напряжения «dnjm и затем эквивалентные источники напряжений подфаз uenJm:

1 ¿,¿1

Utlnjm — k«jmUd> U0m = 2-j Ud„jm> Umjm ~ Udnjm ~ UÙm' (20)

v n=l j=\

Токи подфаз i„jm определяются из выражений:

= Y + V» ~ uenjm - (r, + rcm )i„Ja ], (21 )

^njm dt ,y

где rcm — сопротивления, учитывающие статические потери энергии.

Токи фаз генератора и их производные:

Ёт. = Yi^-, i = У г. . (22)

dt % dt т" fi njm v '

Выпрямленный ток преобразователя iv и ток конденсатора ic:

м л з

к h=к + к - ij - h- (23)

m=l 1 n=1

Подсхемы выпрямителя, аккумуляторной батареи, нагрузки, конденсатора, сопротивления гд связаны источниками i'„, га> ij, ic, it!, ud.

В представленной системе уравнений индуктивность намагничивания 1т уточняется на каждом шаге расчета по характеристике холостого хода. Переменными являются также резисторы гст и гд, учитывающие статические и динамические потери энергии в IGBT-модулях.

При известных токах подфаз выпрямителя inJm токи в транзисторах и диодах определяются при использовании переключающих функций. На каждом шаге расчета по вольт-амперным характеристикам транзисторов и диодов с учетом тепловых процессов определяются падения напряжения на этих элементах и затем мгновенная мощность статических потерь энергии АРст. При каждой коммутации известны токи и это позволяет по заданным зависимостям динамических потерь энергии от тока определить эти потери. Энергия, отнесенная к интервалу времени до следующей коммутации, дает мгновенную мощность динамических потерь АРд. Сопротивления гст, и гд, учитывающие потери АРст иАРд определяются следующим образом:

1 »А" „ „ , , л/

1JVM n=1 „=1 t р

Д t с,

1+M

Т/ з J,M-Bt+hl

(24)

Г ' г2

лр 1д

где А, В, С и £> - промежуточные переменные, Дг - шаг расчета, Тр -постоянная времени апериодических фильтров.

Цри решении системы (4)-(24) в итерационном цикле расчета определяются напряжения и производные токов зависимых источников, через которые подсистемы рис.5 связаны. После этого решаются уравнения подсистем. Затем в цикле расчета по времени осуществляется интегрирование уравнений. Далее циклы расчета повторяются.

В одном из вариантов управления выпрямителем рис.4 напряжение нагрузки иа поддерживается на заданном уровне пропорционально-интегральным регулятором, воздействующим на частоту многофазной системы напряжений управления иупт (и=1,2,3, т=1,...А/), то есть на скольжение асинхронного генератора. Напряжение генератора регулируется путем воздействия на амплитуду напряжений управления.

Для каждого выпрямительного моста рис.4 формируется пилообразное опорное напряжение иор/т. Опорные напряжения различных мостов взаимно сдвинуты по фазе на угол 2тсЛ/уМ. Импульсы управления (функции состояния) транзисторов

^и/т определяются условиями!

0, если иупт>иорМ, то к„;„= 1. (25)

В работе также описаны модели электроприводов вентиляторов главного проветривания ВЦД-42,5 (3700 кВт) рудника "Северный Глубокий". Схема установки представлена на рис.б. Электропривод содержит трансформаторы ТСЗП-2500 (2500 кВА), тиристорный преобразователь частоты ТПЧ2-6-03 (4000 кВт), сглаживающие реакторы и . Ьаг, синхронные двигатели СДг и СД2 типа СДН2-18-64-12 (2500 кВт), возбудители В1 и В2.

Сеть 6кВ, 50Гц

ХхА ш=

Фильтры 550 и 650 Гц

Рис.6. Схема привода вентилятора рудника "Северный Глубокий"

и>

На рис.6 изображены также резонансные фильтры. В приводе обеспечивается 12-пульсный режим работы со стороны сети и со стороны нагрузки. Модель системы построена при разделении ее на части, изображенные на рис.7.

Синхронная машина описана аналогично представленному выше описанию асинхронной машины, при этом учтена ее явнополюсность. Учтены все указанные в схемах рис.6 и 7 элементы и их связи, нелинейности некоторых элементов, неточности регулирования напряжений двигателей (±5%) и токов преобразователей (±5%).

Рис.7. Разделение на части схемы электропривода вентилятора

Одно из исследований, выполненных на модели привода вентилятора - оценка коэффициентов искажения синусоидальности напряжений сетей 35 кВ и 6 кВ. Результаты расчетов представлены на рис.8. Оценка качеств напряжения сети 6 кВ на руднике "Северный Глубокий", выполненная в специалистами "НПФ Энергосоюз", показала удовлетворительное соответствие расчетов экспериментам [28].

g Предельно допустимый уровень

5 l_

Нормально допустимый уровень

4--!-!-1-.

3----К* ^апряже^ия «га|35кВ--{

2 при ¡отсутствии фил^тров__ |

-1-1-1-1

О 25 50 75 100 п,% О 25 50 75 100 л,%

Рис.8. Зависимость коэффициентов искажения синусоидальности

напряжений сетей 35 кВ и 6 кВ от частоты вращения вентилятора

В качестве основного инструмента проверки отсутствия в моделях систем с ЭМ и ПП грубых ошибок и оценки точности вычислений использованы методы расчета баланса мощностей и энергий.

Метод расчета баланса мощностей применяется для установившихся режимов [2]. Для рассматриваемых систем разработано математическое описание, в соответствии с которым определяются активные мощности на входе и выходе и мощности потерь энергии. Отклонение суммы мощностей от 0 характеризует погрешность расчетов.

Метод расчета баланса энергий применяется для переходных режимов [2]. Для рассматриваемых систем разработано математическое описание, в соответствии с которым рассчитываются энергии на входе и выходе, энергии, накопленные в индуктивностях, емкостях, движущихся массах, энергия, выделившаяся в виде тепла. Отклонение суммы энергий от 0 характеризует погрешность расчетов.

Для примера выполнен расчет прямого пуска синхронного двигателя СДЗ-800-б в приводе экскаватора ЭКГ-10. На рис.9 изображены напряжение 1 и ток ij| фазы, ток возбуждения if, электромагнитный момент Мем, частота вращения п. Параметры двигателя СДЗ-800-6: 800 кВт, 934 кВА, 6 кВ, 50 Гц, />=104 А, />=0,996 кВт, У= 21 кгм2, /jjW=0,116 o.e., /„¿=1,75 o.e., /О?=0,99 o.e., ¿,¿=0,17 o.e., /Э9=0,13 o.e., 1/=0,П o.e., ^=0,013 o.e., r3tf= 0,19 o.e., гэ?=0,15 o.e., гр=5гу (разрядное сопротивление). Механические потери 4 %. Сеть: 6 кВ, 50 Гц, индуктивность 0,003 Гн. В табл.1 приведены результаты расчета баланса энергий при пуске (количество итераций 1, 5, 25, шаг интегрирования 20, 5, 1 мкс). Указано время расчета на ЭВМ Pentium 4 с тактовой частотой 1600 МГц. В модели все интегрируемые переменные описаны с удвоенной точностью.

Предельно допустимый уровень Км

при] отсутствии фк^ьтров 1

а.

«напряжения бкВ i | при наличии филътроп

| 55дгциб5ргц ;

Рис.9. Диаграмма пуска двигателя СД-800-6

Таблица 1, Баланс энергий и время расчета пуска двигателя СД-800-6

Параметры N„,=1 üt=20MKc N„, = 5 fit=5MKC N„=25 üt=lMKC

Энергия, переданная СД, кДж Потери в обмотке статора, кДж Потери в демпферах, кДж Потери в цепи возбуждения,кДж Энергия в индуктивностях, кДж Энергия вращающихся масс, кДж Механические потери, кДж 2427.290 255.281 902.205 181.643 0.815 1060 .661 45.801 2455.569 256.583 909.856 181.345 0 . 816 1058.369 45.464 2454.266 256.797 909.926 181.295 0 . 815 1059.272 45.465

Небаланс энергий, кДж. Относит, небаланс энергий, % -19.119 -0,790 3 .135 0 .130 0 . 693 0.028

Время расчета, с 2 17 307

По табл.1 один из выводов заключается в том, что разработанная методология моделирования позволяет создавать модели сложных систем, работающие при малых затратах машинного времени.

Другой вывод — разработанная методология позволяет создавать модели систем, работающие с высокой точностью вычислений (при малых погрешностях итерационных вычислений, интегрирования, округлений). В рассмотренном примере расчета длительного пуска двигателя достигнута погрешность вычислений порядка 0,028 %.

Для оценки погрешностей, обусловленных допущениями, принимаемыми при моделировании систем, ниже приведены характеристики 6-фазного двигателя АДВ-90 (вращателя бурового станка СБШ-250). Параметры АДВ-90: 90 кВт, 1480 об/мин, 380 В, 50 Гц, cosq>=0,887, 11=0,923, j„=1,3 %, J= 9 кгм2, /sW=0,0554 o.e., /л=0,029 o.e., ri=0,0166o.e., /„,=2,15 o.e., 7,21=0,028 o.e., /i22=0,025 o.e., ls2i=0,03 o.e., /j24=0,055 o.e., r21=0,04 o.e., /-22=0,04 o.e., г2з=0,05 o.e., r24=0,065 o.e. Потери механические, в стали и добавочные 4,5 кВт. Результаты расчетов и экспериментов представлены в табл.2.

Таблица 2. Экспериментальные и расчетные характеристики АДВ-90

Параметры Расчет с использованием модели АД Расчет по методике "Электросилы" Эксперимент

Пусковой момент 2,2 o.e. 2,15 o.e. 2,46 o.e.

Критический момент 4,23 o.e. 4,19 o.e. 4,28 o.e.

Критическое скольжение 12,84 % 13 % -

Пусковой ток 683 А 659,3 А 663,5 А

Номинальный ток 82,4 83,46 А 86 А

Коэффициент мощности 0,8876 0,8874 0,88

Ток намагничивания 31 А 29,7 А -

Номинальное скольжение 0,01261 o.e. 0,0129 o.e. 0,0123 o.e.

Номинальный КПД 92,5 % 92,3 % 91 %

Одно из направлений работ по моделированию — синтез новых систем. В качестве примера рассмотрен синтез каскадного преобразователя частоты, в котором совместно используются однофазные и трехфазные инверторы. Схема преобразователя представлена на рис.10. Разработаны алгоритмы управления, в которых реализуются функции активной фильтрации токов на входе и выходе [38]. [и,

Рис.10. Многоуровневый преобразователь частоты

В схеме рис.10: РС1-РСб — трехфазно-однофазные преобразователи частоты, РС7 — трехфазно-трехфазный преобразователь частоты, Тр| и Тр2 — трансформаторы, £/„ и„ - напряжения сети и нагрузки. Преобразователь БС7 выполняет функции активного фильтра напряжений и токов сети и нагрузки.

В модели системы реализован следующий алгоритм работы активного выпрямителя БСу, позволяющий устранить искажения токов сети, создаваемых 12-пульсной системой диодных выпрямителей РСГРС6.

/г

Осуществляется фильтрация напряжений сети и определяется их фаза фи. Задается угол сдвига токов относительно напряжений ф„,. Амплитуда токов 1тг задается регулятором выпрямленного напряжения транзисторного выпрямителя. Заданные синусоидальные составляющие токов активного выпрямителя (трансформатора Тг2):

Kl ~ ^mi ^(фи "" Ф«/)> 1

Кг = ~ Фш - 2л / 3), iu3 = 1тг Бт(фи - фи, - 471 / 3).}

Осуществляется фильтрация фактических токов i(lb it2U г,31> потребляемых из сети диодными выпрямителями (трансформатором Trj). При этом определяются трехфазная система синусоидальных составляющих этих токов i), г2, г'з, их фаза <р,, угловая частота и амплитуда 1„т:

4W = Фл» если то Ф,->(+Л, >9„+д, -2л:,'

<?i = cosф,.,+д,, е2 = cos(tp,_,+4,-2к/з\ е3 = cos(q>u+&l -4 л/з) А = OVm + e2»,n + e3l<3i)2/3,

+ Й. + £

,)/з, с,ш = с,+(д - с,)лг/г„ /„m=V^¡

Í+Д/ »

ТПО

D — А! I,,

(27)

= Ai« sin Ф( > 'г = 7-1ш sin(<p, - 2 л / 3), (3 = Бт(ф; - 4 л / 3),

где Ai — шаг вычислений, еи ег, е3, А, В, С, D, а>ц - промежуточные переменные, КШ1, Кшо — коэффициенты обратных связей регулятора по интегралу отклонения и по отклонению переменной D от 0.

Неосновные составляющие токов, потребляемых из сети диодными выпрямителями:

'vl=líll — 'l> Jv2 = ~ h' Kl = '<31 ~ h' (28)

Заданные токи фаз транзисторного выпрямителя: '«i = Ki + 'vi. Кг = Кг + !'v2. Кг = Кг + Кг• (29)

Напряжения управления транзисторного выпрямителя формируются пропорциональными регуляторами токов:

= Ozi - 'аг)К„ uy,i = 0z2 ~ '/22)^,, "y¡3 = (Кз ~ (30)

Импульсы управления транзисторами выпрямителя формируются в результате сравнения пилообразного опорного напряжения с трехфазной системой напряжений управления.

В соответствии с изложенным разработана модель системы рис.10. Преобразователь питается от трехфазного источника 380 В, 50 Гц. Нагрузка активно-индуктивная: Р=205 кВт, созф=0,8, (/=2500 В, /=50 Гц.

Мощность многообмоточного трансформатора 200 кВА, коэффициент трансформации 0,73 (повышающий), {/„=5 %. Мощность двухобмо-точного трансформатора 40 кВА, коэффициент трансформации 1,1 (понижающий), £/кз-10 %. Емкость конденсаторной батареи в каждой ячейке ПП 2000 мкФ. В номинальном режиме работы в трехфазно-трехфазном преобразователе выпрямленное напряжение поддерживается на уровне 1,2 от выпрямленного напряжения трехфазно-однофазных преобразователей. Выпрямитель и инвертор БС7 работают в режиме ШИМ с частотой 4 кГц. Индуктивность дросселей в фазах на выходе преобразователя 0,6 мГн, емкость конденсаторов в фазе 25 мкФ. Сдвиг фазных токов транзисторного выпрямителя относительно напряжений 45°. Система управления работает с дискретностью 100 мкс. На рис.11 приведена диаграмма напряжений и токов системы.

Рис.11. Токи и напряжения многоуровневого преобразователя

На рис.11: /5Ь is2, iS3 - токи фаз сети, /Ш) г'(2ь »m - токи фаз первичной обмотки трансформатора Tpi, i,)2 - ток фазы трансформатора Тр2, ип\ — напряжение 1 фазы нагрузки, i„\ - ток 1 фазы нагрузки, иуп1 - напряжение управления 1 фазы нагрузки в целом, иуи — сумма напряжений управления однофазных инверторов в 1 фазе нагрузки, иу1 \ - напряжение управления 1 фазы трехфазного инвертора, иоп1 — опорное напряжение трехфазного инвертора, uons - опорное напряжение трехфазного выпрямителя, uys{ — напряжение управления 1 фазы трехфазного выпрямителя. При включении фильтрации форма токов isU is2, hi приближается к синусоидальной.

Описанные модели, а также модели других систем с ЭМ и ПП (с машинами двойного питания, с машинами с постоянными магнитами, с активными, многотактными, многоуровневыми, каскадными ПП и др.) реализованы в среде программирования С++ Builder и снабжены про-

граммной оболочкой, позволяющей производить расчеты и анализировать результаты. Комплекс включает в себя библиотеку элементов систем, а также более 100 моделей систем различного типа.

Модели ЭМ и некоторых систем с ПП реализованы также в среде ЗшшНпк. Создана библиотека элементов, которая отличается от стандартных библиотек наличием моделей многофазных синхронных и асинхронных электрических машин и более точным их описанием. В среде БтшНпк разработан комплекс уточненных моделей тиристорных преобразователей, в которых учтены защитные ЯС-цепи, а модели тиристоров выполнены с учетом обратных токов в зонах выключения.

Положение 3; Замена силовых частей систем с ЭМ и ПП моделями, выполненными по принятой методологии и работающими в реальном времени, позволяет создать систему наладки блоков и алгоритмов управления, обеспечивающую сокращение трудоемкости и сроков выполнения пусконаладочных работ.

Малые затраты машинного времени на выполнение расчетов на ЭВМ и повышение быстродействия ЭВМ позволили создать новую систему наладки блоков управления установок с ЭМ и ПП [2], [б], [37], [40]. В этой системе в компьютере реализована модель энергетической подсистемы установки. В модели на каждом интервале расчета определяются токи, напряжения и другие переменные. Часть переменных, соответствующая датчикам реальной установки, поступает в плату ввода-вывода. В ней сигналы преобразуются в аналоговые и передаются в блок управления. Сигналы "датчиков" обрабатываются в блоке управления и на его выходе формируются сигналы, которые передаются в компьютер. В компьютерной модели эти сигналы используются для переключения полупроводниковых элементов и выполнения других операций. Система работает в реальном времени.

Системы наладки разработаны для установок, содержащих тири-сторные преобразователи частоты, инверторы, синхронные машины и возбудители (тиристорные пусковые устройства турбоагрегатов, электроприводы рудоразмольных мельниц, электроприводы вентиляторов главного проветривания шахт, машинно-вентильные преобразователи собственных нужд ПР-50 для электропоездов).

Схема системы наладки блоков управления преобразователя частоты ПУ-6 приводов мельниц ММПС 50x84 и 70x70 ГОК "Олимпиадин-ский" представлена на рис.12. В приводах используются двигатели ДСЗ-4000-6-40 (4 МВт). Пуск двигателей от ПУ-б осуществляется при искусственной коммутации тиристоров инвертора, затем происходит переход на естественную коммутацию. В конце пуска осуществляется

точная синхронизация двигателей с сетью 6 кВ, 50 Гц. Модель энергетической подсистемы выполнена при разделении ее на взаимосвязанные части, как изображено на рис.13.

бкВ, 50Гц

У' . Uс ,

/а. П I-. Л.

ИУВ ,ИУВ

Плата согласования

„ИУИ ИУИ

Ua „

Uf

It If .

. I"

МПСУ

СИФУ выпрямителя

СИФУ инвертора

ПИ-регулятор частоты вращения

ПИ-регулятор

выпрямленного тока

Блок искусственной коммутации

Регулятор

возбуждения

ЭВМ (Pentium 4) Компьютерная модель Плата согласования Блок управления Рис.12. Схема системы наладки блоков управления привода мельниц

Рис.13. Разделение на части энергетической подсистемы привода мельниц

Одна из выделенных подсхем рис.13 представляет собой выпрямитель, питающийся от трехфазной обмотки и замкнутый на зависимый источник тока Другая подсхема представляет собой цепь выпрямленного тока с индуктивностью 1Л и активным сопротивлением г а сглаживающего дросселя, с эквивалентными параметрами выпрямителя /„, к» и инвертора ел, Еще одна подсхема содержит инверторный

мост, замкнутый на зависимый источник тока и подключенный к трехфазной обмотке генератора. Выделены также подсхемы контуров ротора по продольной и поперечной осям с индуктивностями намагни-

чивания la,i и laq, индуктивностями рассеяния l3j, l3q, If и активными сопротивлениями r3d, гщ демпферных контуров и обмотки возбуждения г f. Взаимная связь роторных подсхем и обмотки статора обеспечивается через зависимые источники напряжения е\, ег, е3 и тока isj, isq. Выделена также подсхема цепей возбуждения с источником напряжения ef, ключем kf, разрядным сопротивлением гр и ключом кр. Взаимная связь подсхемы возбуждения и роторных контуров обеспечивается через зависимые источники Uf и if.

При наладке блоков управления в компьютере решается полная система алгебраических и дифференциальных уравнений силовой части системы рис.13. На рис.14 представлена полученная в этой системе диаграмма процесса синхронизации двигателя с сетью 6 кВ. На рис.14 изображены: напряжение Us и ток Js фазы сети, токи it, i2, i3 и напряжения Hi, иг, «з фаз двигателя, напряжение И/И ток «увозбуждения, электромагнитный момент Мем и частота вращения п двигателя.

Рис.14. Синхронизация двигателя ДСЗ-4000-6-40 с сетью 6 кВ

Разработанная система позволяет осуществлять предварительную наладку блоков управления без включения силового оборудования. Это сокращает сроки выполнения и стоимость пусконаладочных работ.

Положение 4: Установлено свойство систем с б-фазными ЭМ и ПП напряжения - при увеличении различия индуктивностей ЭМ для б-фазных и 3-фазных симметричных составляющих токов (при сокращении шага обмоток) пульсации токов фаз увеличиваются. Установлено свойство систем с трехуровневыми ПП напряжения — существуют электрические контуры, в которых замыкаются токи тройной частоты, которые создают дополнительные нагрузки элементов. В многотактных ПП напряжения установлена зависимость токовой нагрузки конденсаторов от количества параллельно

включенных преобразовательных мостов. Указанные свойства и зависимости, а также реализация в моделях различных алгоритмов управления и возможностей расчета потерь энергии позволяют выполнить синтез мощной системы с 6-фазным асинхронным генератором и активным выпрямителем.

Модель привода вращателя бурового станка СБШ-250 с инверторами напряжения и 6-фазным асинхронным двигателем АДВ-90, позволила установить свойство системы: при увеличении различия индук-тивностей рассеяния обмоток ЭМ lsM для 6-фазных и lsi для 3-фазных симметричных составляющих токов (при сокращении шага обмоток) пульсации токов фаз увеличиваются и могут достигать не допустимых уровней, как изображено на рис.15 Ъ). Это свойство подтверждено экспериментально — осциллограмма тока фазы представлена на рис.15 а).

/\/\

а) Ток фазы двигателя в эксперименте Ь) Ток фазы двигателя в расчете

Рис.15. Ток двигателя АДВ-90 при питании от инверторов напряжения Одна из возможностей ограничения пульсаций токов — применение многофазных уравнительных дросселей, в которых симметричные многофазные составляющие токов не создают основное магнитное поле, а симметричные трехфазные составляющие создают его.

Отмеченная особенность электромагнитных процессов учтена при многовариантном синтезе системы рис.4 [2], [23], [36]. Основные критерии синтеза: возможность выполнения мощного генератора на высокую частоту вращения, минимизация искажений токов генератора, вибраций, массы, габаритов, емкости конденсаторов, обеспечение максимального КПД, надежности, безопасности обслуживания (установка до или выше 1000 В). На компьютерных моделях выполнен анализ систем с генераторами переменного тока и многотактными, многоуровневыми и многотактно-многоуровневыми активными выпрямителями.

Один из расчетов выполнен для системы с 6-фазным асинхронным генератором и многотактным активным выпрямителем рис.4 при Jv=6. Параметры генератора: Р=1 МВт, U=690 В, /=200 Гц, coscp=0,88, i„=0,21%, /гдг=0,085 o.e., г,=0,004 o.e., Zm=2,86 o.e., /i2,=0,028 o.e., r21=0,0022 o.e. В выпрямителе: /^=0,08 o.e., lyv~ 1 o.e., c=3000 мкФ, «¿=1000 В, мощность нагрузки 7 МВт, частота ШИМ 1,5 кГц. Результаты расчета представлены на рис.16, на котором изображены напряжение и ток фазы генератора при /г1=/гЛ^=0,085 o.e. и при /а1=0,045 o.e. Из

к

рис.16 видно, что уровень искажений токов зависит от соотношения индуктивностей рассеяния обмоток статора для трехфазного 1г1 и многофазного /1Д/ режимов работы и увеличивается при уменьшении соотношения /л//гл/ - Для ряда составляющих токов индуктивности машины оказываются малыми.

/л!—ЛГ*А и <1м ^

Рис. 16. Напряжение и ток фазы генератора а) при =1^, Ь) при 1$\<1ш

Для многотактных преобразователей установлена зависимость — токовая нагрузка фильтровых конденсаторов обратно пропорциональна количеству параллельно включенных мостов. В многоуровневых преобразователях токовая нагрузка конденсаторов выше. В трехуровневых преобразователях в выпрямленных токах существуют составляющие токов тройной частоты, которые увеличивают нагрузку элементов. В многоуровневых преобразователях выше искажения токов генератора.

Другие результаты исследований относятся к оценке потерь энергии в выпрямителе в зависимости от схемы и от алгоритма управления. Потери энергии снижаются при снижении частоты ШИМ, что проще реализуется в многотактных ПП увеличением . При формировании напряжений управления в виде сумм составляющих основной и тройной частоты, увеличение их суммарной амплитуды от 1 до 1,05-1,15 относительно амплитуды опорных напряжений позволяет уменьшить мощность динамических потерь энергии ориентировочно в 2-3 раза.

В соответствии с изложенным синтезирована система с 6-фазным асинхронным генератором и многотактным активным выпрямителем.

Положение 5: В системах пуска турбогенераторов тиристорны-ми пусковыми устройствами установлена связь колебаний частоты вращения ротора и напряжения обмотки возбуждения, что позволяет использовать алгоритм стабилизации процесса, основанный на выделении низкочастотной переменной составляющй напряжения возбуждения.

Одно из направлений работ, в котором выполнен большой объем моделирования и исследований - системы пуска турбогенераторов ти-ристорными пусковыми устройствами [2], [7]-[10], [13], [14]. Пуск осуществляется по схеме рис.17. В схеме: СГ — синхронный генератор, Т - турбина, СВ — система возбуждения, ПЧ - преобразователь частоты, ТВ — выпрямитель, ТИ - инвертор, X - токоограничивающий реактор, Ь^ — сглаживающий реактор, Тр - трансформатор, В — выпрями-

тель возбудителя, СУПЧ - система управления ПЧ, СУВ - система управления возбудителя, Q1-Q5 — выключатели, U, - напряжение сети собственных нужд, Ue — напряжение энергосистемы, Uce — напряжение генератора, 1а, 1С, иаь, Щс — сигналы датчиков токов и напряжений ти-ристорных мостов, ИУ — импульсы управления, Uf - напряжение возбуждения, Ifz, If— заданный и фактический токи возбуждения, ИУ — импульсы управления, Rp — разрядное сопротивление. В системе регулирования учтены регулятор напряжения сети, воздействующий на амплитуду ЭДС сети, регулятор выпрямленного тока, воздействующий на угол управления выпрямителя, регулятор угла запаса инвертора, воздействующий на угол управления инвертора. Учтена система регулирования возбуждения, которая содержит контур регулирования напряжения генератора и внутренний контур регулирования тока.

В моделях реализованы алгоритмы пуска, используемые в действующих установках. Перед пуском неподвижного агрегата через преобразователь частоты подаются импульсы тока в различные пары фаз генератора. При этом измеряются импульсы напряжения на обмотке возбуждения. Анализ этих импульсов позволяет определить положение ротора. Затем осуществляется возбуждение генератора. Через заданное время включается преобразователь частоты и в режиме искусственной коммутации инвертора осуществляет разгон агрегата до 5 % номинальной частоты. Далее преобразователь переходит в режим естественной коммутации. На частоте 20-30% турбина зажигается и дальнейший разгон осуществляется совместно пусковым устройством и турбиной. На частоте 70-80 % пусковое устройство выводится из работы и дальней- 32 -

ший разгон осуществляется турбиной. В процессе разгона управление возбуждением генератора осуществляет пусковое устройство, которое форсирует, ток возбуждения в начале пуска и стабилизирует напряжение генератора в процессе разгона.

При разгоне турбогенератора в зоне искусственной коммутации возможны колебания оси <1 ротора относительно вектора тока статора. Для подавления колебаний используется следующий новый алгоритм формирования импульсов управления инвертора [2], [13], [14].

Осуществляется цифровая фильтрация напряжения возбуждения м^ и коррекция заданной частоты импульсов управления инвертора со3:

= "г, +(«/ -и^)^. »«л = ю,, +

1 + Ку

Atv

, (31)

где t — время, Aty — время цикла вычислений, щ и и8ш1+л - измеренное и отфильтрованное напряжение возбуждения, TUf — постоянная времени фильтра, сое - частота перехода на естественную коммутацию, Те — время разгона до частоты <ое, Ку - коэффициент.

Фаза системы импульсов управления инвертора с учетом начального значения ть определяемого по начальному положению ротора: т,1<=г1, в первый момент пуска, 1

X3j+AI = + в зоне искусственной коммутации.]

Импульсы управления инвертора формируются в соответствии с фазой (32) и заданным углом управления.

Расчет пуска агрегата с генератором ТФГ-160 и турбиной V94.2 при использовании (31) выполнен при следующих параметрах генератора: Р=160 МВт, i/=15,75 кВ, 7=7331 А, /=50 Гц, //„=1743 А, /^=640 А, Pß>=38,5 кВт, /0=0,073 o.e., W=0,13 o.e., lad=2,14 o.e., /ä/= 0,06 o.e., /,¿=0,01 o.e., /3i=0,024 o.e., r=0,00049 o.e., rsi/=r3?=0,0091 o.e., 7=14670 кгм2. Момент сопротивления на валу задан в табл.3.

Таблица 3. Момент сопротивления на валу турбогенератора

Сплайн 1 Сплайн 2

N, o.e. 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,22 0,22 0,3 0,4 0,5 0,7

Мс,о.е. 0 0,002 0,005 0,01 0,018 0,02 0,02 0,012 0,002 -0,01 -0,045

Входное и выходное напряжение ПУ-6 6 кВ, выпрямленный ток 1200 А, /¿=30 мГн, 7-^=0,0014 Ом. Токоограничивающий реактор на входе 0,5 Ом. ПУ-6 питается от трансформатора мощностью 12,5 МВА. Ограничения напряжения возбуждения 390 В и -390 В. Ограничение тока возбуждения 1000 Л. Максимальный угол управления выпрямите- 33 -

ля 145°. В зоне искусственной коммутации длительность бестоковых пауз 0,0008 с, ускорение ротора 2 рад./с2. В зоне естественной коммутации угол запаса инвертора 27°. Результат расчета пуска в зоне искусственной коммутации представлен на рис.18.

¡1, 12, 13 тг т г 11IV1 ГШ!

-Ц- X 1 шпили

А*. П \ ^ ^ ^ ^к^ммм^к^^

12 13 н 15 16 17 18 19 20 21 i, с

Рис.18. Пуск турбоагрегата У94.2 с генератором ТФГ-160

На рис.18 изображены токи.фаз генератора и преобразователя частоты ¡1, ¡2, г3, напряжение и ток if возбуждения, электромагнитный момент Мем и частота вращения п ротора турбогенератора.

Заключение

Решена крупная научная проблема создания систем с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями, в том числе с активными, многоуровневыми, многотактными, многотактно-многоуровневыми и каскадными ПП с широтно-импульсной модуляцией. Осуществлен переход от использования частных методик расчета к комплексному решению задач анализа и синтеза систем с применением разработанного комплекса уточненных быстродействующих моделей, в которых объединено описание электромагнитных, электромеханических, тепловых процессов и процессов управления. При этом решены следующие задачи.

1. Разработана методология моделирования систем с ЭМ и ПП, основанная на использовании метода расчета сложных систем по взаимосвязанным подсистемам, отличающаяся тем, что, разделение систем на подсистемы осуществляется по потокам взаимной индукции обмоток электрических машин и трансформаторов, используются новые способы преобразования электрических систем при разделении их на подсистемы, новый метод обеспечения устойчивости вычислений, оригинальный способ учета потерь энергии в полупроводниковых элементах, методы расчета баланса мощностей и энергий, модифицированный метод симметричных составляющих. .

2. Разработан комплекс моделей систем с ЭМ и ПП, отличающийся тем, что в него включены модели систем нового типа (с многофазными ЭМ, с активными, многотактными, многоуровневыми, каскадными ПП и др.). уточнено описанием систем (учтены потери энергии в ПП, вытеснение токов в ЭМ, различия индуктивностей ЭМ для многофазных и трехфазных симметричных составляющих токов и др.), осуществлено взаимосвязанное описание электромагнитных, электромеханических, тепловых процессов и процессов управления, обеспечены устойчивость, точность, быстродействие и надежность моделей. Комплекс моделей реализован в среде программирования C++Builder и в среде моделирования Simulink.

3. Разработана система наладки блоков и алгоритмов управления, отличающаяся тем, что, силовые части систем с ЭМ и ПП заменяются компьютерными моделями, выполненными по принятой методологии и работающими в реальном времени, что обеспечивает сокращение сроков и трудоемкости выполнения пусконаладочных работ.

4. Установлено свойство систем с 6-фазными ЭМ и ПП напряжения - при увеличении различия индуктивностей ЭМ для 6-фазных и 3-фазных симметричных составляющих токов пульсации токов фаз увеличиваются. Установлено свойство систем с трехуровневыми ПП напряжения - существуют электрические контуры, в которых замыкаются токи тройной частоты. В многотактных ПП установлена зависимость токовой нагрузки конденсаторов от количества параллельно включенных преобразовательных мостов. Установленные свойства и зависимости, а также реализация в моделях различных алгоритмов управления и расчета потерь энергии позволили выполнить синтез мощной системы с 6-фазным асинхронным генератором и активным выпрямителем.

5. В системах пуска турбогенераторов тиристорными пусковыми устройствами предложено использовать алгоритм стабилизации процесса, основанный на выделении низкочастотной переменной состав-ляющй напряжения возбуждения турбогенератора.

Литература

Монографии

[1] Пронин, М. В. Силовые полностью управляемые полупроводниковые преобразователи (моделирование и расчет) / Пронин М. В., Воронцов А. Г. -СПб.: ОАО "Электросила", 2003. -172 с. -ISBN 5901320-02-6.

[2] Пронин, М. В. Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями (моделирование,

расчет, применение) / Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П. -СПб.: ОАО "Силовые машины" "Электросила", 2004. -252 с. -ISBN 5-98617-002-4.

Статьи

[3] Воронцов, А. Г. Расчет электромагнитных процессов и потерь энергии в преобразователях на транзисторах IGBT / Воронцов А. Г., Пронин М. В. и др. // Сб. "Электросила", 2003, № 42. -С. 122-130.

[4] Воронцов, А. Г. Математические модели приводов с асинхронными машинами с фазным и короткозамкнутым ротором и устройствами плавного пуска / Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Крутяков Е. А., Пронин М. В. // Сб. "Электросила", 2002, №41. -С. 187-195.

[5] Воронцов, А. Г. Выпрямители на тиристорах IGCT и на транзисторах IGBT в тяговых электроприводах разработки ЦНИИ СЭТ / Воронцов А. Г., Николаев М. А., Пронин. М. В. // VII международная научно-техн. конференция "Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плавучих сооружений и транспортных средств". -СПб., 2000. -С. 38.

[6] Воронцов, А. Г. Современные возможности наладки микропроцессорных систем управления электроприводов / Воронцов А. Г., Павлов П. А., Крутяков Е. А., Пронин М. В. // Сб. "Электросила", 2003, № 42. -С. 83-90.

[7] Дробкин, Б. 3. Разработки АО "Электросила" систем с частотно-регулируемыми электрическими машинами / Дробкин Б. 3., Калачиков П. Н., Крутяков В. А., Пронин М. В. // Материалы НТС ОАО "ГАЗПРОМ", -Нижний Новгород, 2002. -С. 84-95.

[8] Дробкин, Б. 3. Высоковольтные тиристорные преобразователи частоты ОАО "Электросила" / Дробкин Б.З., Карзунов P.A., Крутяков Е.А., Павлов П.А., Пронин М.В. //Электротехника, 2003, №5. -С.30-34.

[9] Дробкин, Б. 3. Разработка ОАО "Электросила" систем с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями / Дробкин Б. 3., Крутяков Е. А., Пронин М. В. // Труды Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы развития автоматизированного электропривода промышленных установок", -Новокузнецк, 15-17 мая 2002.-С. 59-65.

[10] Дробкин, Б. 3. Высоковольтные тиристорные пусковые устройства и преобразователи частоты ОАО "Электросила" / Дробкин Б. 3., Карзунов Р. А., Крутяков Е. А., Павлов П. А. Пронин М. В. // VII Симпозиум "Электротехника 2010", ТРАВЭК-ВЭИ, Моск. обл., 2729 мая 2003.-С. 70-75.

[11] Иванов, А. В. Судовые системы электродвижения с полупроводниковыми преобразователями нового поколения / Иванов А. В., Пронин М. В. и др. // Сб. "Электрофорум", 2000, сентябрь. -С. 11-15.

[12] Крутиков, Е. А. Электроприводы мельниц ГОК "Олимпиадин-ский" / Крутяков Е.А., Карзунов P.A., Пронин М.В., Воронцов А.Г. // Сб. "Горное оборудование и электромеханика", 2005, №5. -С. 17-20.

[13] Крутяков, Е. А. Устойчивость работы тиристорных пусковых устройств синхронных машин в зоне искусственной коммутации / Крутяков Е. А., Пронин М. В. // Сб. "Электрофорум", 2002, №3. -С. 20-22.

[14] Крутяков, Е. А. Алгоритмы работы тиристорных пусковых устройств для турбогенераторов и синхронных двигателей производства АО "Электросила" / Крутяков Е.А., Павлов П. А., Пронин М. В. // Сб. "Электросила", 2001, №40. -С. 53-59.

[15] Левин, А. М. Внешнее короткое замыкание в системе синхронный генератор — неуправляемый выпрямитель / Левин А. М., Пронин М. В. // Сб. "Электросила", 1976, № 31. -С. 89-94.

[16] Левин, А. М. Выбор схемы силового тиристорного преобразователя для судового вентильного электропривода / Левин А. М., Пронин М. В. // Сб. "Судостроение", 1976, № 4.

[17] Мясников, Н. И. Пути развития гребных электрических установок мощных ледоколов / Мясников Н.И., Пронин М.В. и др. // Сб. "Совершенствование проектирования судовых ЭЭС и технологии электромонтажных работ". -СПб.: Судостроение, 1980. -С.5-12.

[18] Пармас, Я. Ю. Преобразовательный агрегат вагона-электростанции поезда "Аврора" / Пармас Я. Ю., Крутяков Е. А., Пронин М. В.// Сб. "Электрофорум", 2001, №2. -С. 30-33.

[19] Пронин, М. В. Автоматизированные и экспериментальные исследования установок с НПЧ при разделенных фазах нагрузки и аркко-синусоидальном законе управления. -М., 1984. -22 с. -Деп. в Инфор-мэлектро в 1984 г. под № 13эт-Д(84).

[20] Пронин, М. Активные фильтры высших гармоник. Направления развития // Сб. "Новости электротехники", 2006, №2(38).

[21] Пронин, М. В. Математические модели синхронных и асинхронных машин с произвольным числом трехфазных обмоток для анализа систем с полупроводниковыми преобразователями // Сб. "Электросила", 2003, №42. -С. 91-100.

[22] Пронин, М. В. Математическая модель асинхронных машин, работающих с полупроводниковыми преобразователями // Сб. "Электрофорум", 2001, №2. -С. 11-14.

[23] Пронин, М. В- Моделирование и анализ системы с многофазным асинхронным генератором и многотактным активным выпрямителем // Электротехника, 2006, №5. -С. 55-61.

[24] Пронин, М. В. Моделирование, исследование и расчет ГЭУ судов ледового плавания. // Тезисы докладов научно-технической конференции "Проблемы создания мощных электроэнергетических систем для судов ледового плавания и технических средств освоения шельфа". -Л.: Судостроение, 1983.-С.34-35.

[25] Пронин, М. В. Моделирование синхронных машин в сложных нелинейных системах. -М., 1984. -19 с. -Деп. в Информэлектро в 1984 г. под № 12эт-Д(84).

[26] Пронин, М. В. Расчет электромагнитных процессов в некоторых машинно-вентильных системах // В сб. "Совершенствование проектирования судовых ЭЭС и технологии электромонтажных работ". -Л.: Судостроение, 1980. -С. 141-153.

[27] Пронин, М. В. Расчет электромагнитных процессов в электрических установках с тиристорными преобразователями // Тезисы докладов 3 Всесоюзной научно-технической конференции "Совершенствование проектирования судовых ЭЭС и технологии электромонтажных работ".-Л.: Судостроение, 1979.-С. 145-146.

[28] Пронин, М. В. Активная фильтрация напряжений и токов сети в установках с высоковольтными тиристорными преобразователями / Пронин, М. В., Воронцов А. Г. // Сб. "Горное оборудование и электромеханика", 2005, №5. -С. 41-45.

[29] Пронин, М. В. Математическая модель транзисторного асинхронного привода шахтного вагона с раздельным управлением правыми и левыми колесами / Пронин М. В., Воронцов А. Г., Улитовский Д. И., Горчакова И. А. // Сб. "Электрофорум", 2001, №2. -С. 37-41.

[30] Пронин, М. В. Характеристики и особенности каскадных схем преобразования / Пронин М. В., Левин А. М. // Сб. Преобразовательная техника, 1977, выпуск 1(84). -С. 6-9.

[31] Пронин, М. В. Токи и момент синхронного двигателя при несинусоидальном напряжении питания / Пронин М. В., Семенов М. А. // Сб. "Электросила", 1986, № 36.

[32] Пронин, М. В. Математические модели и алгоритмы работы полупроводниковых преобразователей системы электродвижения поезда "Сокол" / Пронин М.В. и др. // VI международная научно-техническая конференция "Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плав, сооружений и трансп. средств". -СПб., 1998; -С. 90.

[33] Пронин, М. В. Математическая модель и режимы работы шес-тифазного вентильного двигателя вагона-электростанции поезда "Аврора" / Пронин М.В. и др. // VI международная научно-техническая конференция "Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плав, сооружений и трансп. средств". -СПб., 1998. -С. 94.

[34] Пронин, М. В. Использование электромеханических и тепловых моделей систем при проектировании транзисторных преобразователей / Пронин М.В., Талья Ю.И., Горчакова И.А.// VII международная научно-техн. конференция "Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плавучих сооружений и транспортных средств". —СПб, 2000. —С. 47.

[35] Серов, Н. А. Электротрансмиссии самосвалов БелАЗ грузоподъемностью 136 т / Серов Н. А., Калачиков П. Н., Пронин М.В., Воронцов А.Г. // Сб. "Горное оборудование и электромеханика", 2005, №5. -С. 22-25.

[36] Эпштейн, В. И. Автономные электроэнергетические системы с асинхронными генераторами, двигателями и транзисторными преобразователями / Эпштейн В. И., Пронин М. В. // Сб. "Электрофорум", 2001, №2. —С.19-20.

[37] Drobkin, В. Z. Debugging of microprocessor-based control systems of electric drives using mathematical models / Drobkin B. Z., Voront-sov A. G., Pronin M. V., Krutyakov Y. A., Pavlov P. A. // EPE 2003, Toulouse, Fr.-C. 1-11.

[38] Pronin, M. V. Joint use of mono-phase and three-phase inverters for improvement characteristics of multilevel frequency converters / Pronin M. V., Vorontsov A. G. // EPE 2005, Dresden, Germ. -C. 1-10.

[39] Roytgarts, M. Reducing of induction motors vibrations at drives with semiconductor converters designing / Roytgarts M., Pronin M. // EPE-PEMC 2004, Riga, Lv. -C. 1-10.

[40] Vorontsov, A. Application of mathematical models for debugging the control systems of drives with synchronous machines / Vorontsov A., Drobkin В., Pronin M., Krutyakov E. // EPE-PEMC 2004, Riga, Lv. -C.l-7.

Авторские свидетельства на изобретения

[41] А.с. 926746 СССР, МКИ Н 02 Р 3/12. Электропривод / Пронин М. В., Семенов М. А. -Опубл. 07.05.82, Бюл. № 17.

[42] А.с. 926747 СССР, МКИ Н 02 Р 2/22. Электропривод / Пронин М. В., Семенов М. А. -Опубл. 07.05.82, Бюл. № 17.

[43] А.с. 930544 СССР, МКИ Н 02 Р 3/22. Электропривод / Пронин М. В., Семенов М. А. -Опубл. 23.05.82, Бюл. № 19.

[44] A.c. 930545 СССР, МКИ Н 02 Р 2/22. Электропривод / Пронин М. В., Семенов М. А. -Опубл. 23.05.82, Бюл. № 19.

[45] A.c. 938353 СССР, МКИ Н 02 Р 3/22. Частотно-управляемый электропривод /Пронин М.В.,Семенов М.А. -Опубл.23.06.82,Бюл.№23.

[46] A.c. 983950 СССР, МКИ Н 02 Р 2/12. Электропривод / Пронин М. В., Семенов М. А. -Опубл. 23.12.82, Бюл. № 47.

[47] A.c. 1515257 СССР, МКИ Н 02 J 3/38. Силовая энергетическая установка / Мясников Н. И., Пронин М. В., Родштейн JI. А., Семенов М. А. -Опубл. 15.10.89, Бюл. № 38.

[48] A.c. 1561184 СССР, МКИ Н 02 Р 7/42. Электропривод переменного тока / Мясников Н. И., Пронин М. В., Родштейн JI. А., Семенов М. А. -Опубл. 30.04.90, Бюл. № 16.

[49] A.c. 1614090 СССР, МКИ Н 02 Р 7/74. Электропривод для гребного вала / Мясников Н. И., Пронин М. В., Родштейн JI. А., Семенов М. А. -Опубл. 15.12.90, Бюл. № 46.

РИЦСПГГИ. 10.05.2006. 3,184. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ РАБОТ ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ

СИСТЕМ С ЭМ И ПИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ.

§1.1 Обзор и анализ работ по моделированию систем с

ЭМиПП.

§ 1.2 Формулировка проблемы, выбор цели и постановка задач.

ГЛАВА 2 МЕТОДОЛОГИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МАШИНАМИ И ПОЛУПРОВОДНОКОВЫМИ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ.

§ 2.1 Общая характеристика методологии.

§ 2.2 Моделирование систем по связанным подсистемам, алгоритм расчета, разделение систем на части.

§ 2.3 Преобразования схем и уравнений для обеспечения устойчивости итерационных вычислений.

§ 2.4 Метод моделирования ПП при переменной структуре.

Алгоритм расчета.

§ 2.5 Учет потерь энергии в ПП.

§ 2.6 Применение явного метода Эйлера для решения дифференциальных уравнений.

§ 2.7 Метод расчета баланса мощностей и энергий.

§ 2.8 Применение метода симметричных составляющих для многофазных систем.

ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ.

§3.1 Модель синхронной многофазной машины.

§3.2 Приведение обмотки возбуждения синхронной машины к статору.

§3.3 Модель машины с постоянными магнитами.

§3.4 Учет насыщения стали.

§ 3.5 Пуск двигателя СД-800-6 и расчет баланса энергий.

§ 3.6 Режимы работы генератора ГС-2500-6,3.

§ 3.7 Режимы работы шестифазной машины ПР-50.

§ 3.8 Модель асинхронной многофазной машины.

§ 3.9 Модель асинхронной машины с фазным ротором.

§3.10 Расчет и сравнение с экспериментом характеристик шестифазного асинхронного двигателя АДВ-90.

ГЛАВА 4 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ.

§ 4.1 Модель трехфазного тиристорного моста.

§ 4.2 Тиристорный регулятор трехфазного напряжения.

§ 4.3 Тиристорный преобразователь частоты со звеном постоянного тока.

§ 4.4 1 2-пульсный выпрямитель с параллельным соединением трехфазных мостов.

§ 4.5 Расчет искажений напряжения трехфазной сети при питании полупроводниковых преобразователей.

§ 4.6 Трехфазный транзисторный инвертор.

§ 4.7 Многотактный инвертор с фильтрами.

§ 4.8 Двухуровневый транзисторный преобразователь частоты со звеном постоянного тока.

§ 4.9 Трехуровневый инвертор напряжения.

§ 4.10 Преобразователи частоты с числом уровней больше 3.

§4.11 Каскадные преобразователи частоты.

§ 4.12 Синтез преобразователя частоты с трехфазным и однофазными инверторами.

§ 4.13 Расчет потерь энергии в преобразователях на транзисторах IGBT.

ГЛАВА 5 СИСТЕМЫ С СИНХРОННЫМИ МАШИНАМИ.

§ 5.1 Частотный пуск турбогенераторов.

§ 5.2 Приводы рудоразмольных мельниц.

§ 5.3 Приводы вентиляторов шахт.

§ 5.4 Преобразователи собственных нужд электропоездов.

§ 5.5 Наладка систем управления с использованием математических моделей.

ГЛАВА 6 СИСТЕМЫ С АСИНХРОННЫМИ МАШИНАМИ.

§ 6.1 Пуск короткозамкнутых асинхронных двигателей через тиристорные регуляторы напряжения.

§ 6.2 Привод насоса с преобразователем ТПЧ-250-380.

§ 6.3 Транзисторные приводы бурового станка.

§ 6.4 Транзисторные приводы шахтных вагонов и самосвалов.

§ 6.5 Синтез системы с шестифазным асинхронным генератором и активным выпрямителем.

ГЛАВА 7 РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСА МАТЕМАТИЧЕСКИХ

МОДЕЛЕЙ В С++ BUILDER И В MATLAB.

§ 7.1 Комплекс моделей в среде С++ Builder.

§ 7.2 Комплекс моделей, разработанный в MATLAB по новой методологии моделирования.

§ 7.3 Комплекс моделей в MATLAB тиристорных преобразователях с RC-цепями.

Актуальность работы. Системы с электрическими машинами (ЭМ) и полупроводниковыми преобразователями (ПП) наиболее интенсивно развиваются в последние два десятилетия. В основном это обусловлено развитием полупроводниковой преобразовательной техники. Мировой рынок продаж мощных полупроводниковых приборов вырос с 4,94 миллиардов долларов США в 1996 году до И миллиардов в 2001 году [235]. Увеличивается мощность полупроводниковых преобразователей, расширяются их функции, сфера применения, устраняются недостатки. Развитие преобразовательной техники приводит к улучшению характеристик систем с ЭМ и ПП. Улучшаются их массогабаритные показатели, повышается надежность, экономичность, быстродействие и т. д.

Значительное влияние на развитие преобразовательной техники, и систем с ЭМ и ПП оказывает появление новых полупроводниковых приборов. В области напряжений 600-1700 В лучшими ключевыми элементами последнего десятилетия считаются транзисторные модули IGBT [49], [259], [261]. В последние годы IGBT успешно конкурируют с тиристорами и в области более высоких напряжений. Полностью управляемые тиристоры IGCT также находят применение [250], [251]. Преобразователи на однооперационных тиристорах имеют худшие технические характеристики, но их стоимость ниже. Поэтому они также широко применяются [16], [46]-[48], [104], [121], [170], [181], [243].

Другими компонентами преобразователей являются конденсаторы [252], [266], охладители [254], драйверы [259], трансформаторы, дроссели. Характеристики этих элементов постоянно улучшаются за счет использования новых материалов, технологий, новых технических решений. Значительные результаты достигнуты в развитии микропроцессорных систем управления [253], [256], [264]. Совершенствуются алгоритмы управления, программы для микропроцессорных устройств, средства защиты, диагностики [54], [132], [173], [201], [227].

Обширная номенклатура модулей IGBT, тиристоров IGCT, одноопе-рационных тиристоров и других комплектующих, глубокие исследования в области систем управления, защиты, конструирования позволяют многим фирмам осуществлять выпуск широкого спектра силовых ПП и систем с ПП. В настоящее время на Российском рынке преимущественно присутствуют преобразователи зарубежных фирм (SIEMENS [252], SCHNEIDER ELECTRIC [263], ROCKWELL AUTOMATIZATION [247], [250], MITSUBISHI ELECTRIC, ABB [251], ALSTOM [195], [215]). Поставки ПП и систем с ЭМ и ПП осуществляют также отечественные предприятия - ОАО "Силовые машины" и др.

В ПП реализуются традиционные и новые технические решения. Из новых решений можно отметить активные статические устройства [53], [54], [71], [96], [172], [198], [200], [212], [220], [258], которые обеспечивают работу с практически синусоидальными потребляемыми токами, с заданным коэффициентом мощности сети. При их использовании не требуются дополнительные фильтрокомпенсирующие устройства.

Из новых решений можно также выделить многоуровневые ПП [171], [174], [177], [189], [195], [204], [221], [239], [241]. Они позволяют улучшить качество напряжений и токов на входе и выходе, уменьшить потери энергии, повысить напряжение и единичную мощность устройств. К многоуровневым ПП относятся также системы с "плавающими" конденсаторами [167], [172], [176], [195], [213], [234].

Новыми устройствами являются матричные ПП с ШИМ [54], [231], [233], [245], [249]. В них конденсаторные фильтры выносятся на сторону питания и нагрузки и обеспечивают не только коммутацию полупроводниковых приборов, но и фильтрацию напряжений на входе и выходе. В отличие от преобразователей частоты со звеном постоянного напряжения или тока), в которых осуществляется двойное преобразование энергии, в матричных ПП осуществляется однократное ее преобразование.

Следует отметить преобразователи частоты с каскадным соединением однофазных инверторов в фазах нагрузки (MITSUBISHI [261], ESTEL [258]). Преобразователи обеспечивают высокое качество электроэнергии на входе и выходе [227]. Модификацией этого решения является совместное применение однофазных и трехфазных инверторов [225].

Более широкое применение могут найти системы с многотактными ПП [60], в которых преобразовательные мосты включаются параллельно и работают со сдвигом по фазе опорных напряжений. В этих системах улучшается форма токов и напряжений на входе и выходе и уменьшается емкость конденсаторных батарей.

Ведутся работы по построению многоуровневых гибридных схем преобразования частоты [241]. Рассматриваются возможности построения преобразователей с активным выпрямителем тока и инвертором напряжения на полностью управляемых полупроводниковых элементах [202].

На транзисторах IGBT и тиристорах IGCT выполняются статические компенсаторы и активные фильтры [185], [186], [204], [210], [216], [224], ПП железнодорожных подстанций [189], [244], тяговые приводы [21], [121], [122], преобразователи собственных нужд электропоездов [16], [104], [121], приводы насосов и вентиляторов [121], гребные электрические установки, ветроустановки [222], [229], трансмиссии самосвалов [136], электропередачи постоянного напряжения [59], приводы рольгангов [24] и др. В России применение силовых транзисторных преобразователей и электроприводов сдерживается высокой их стоимостью. Тем не менее, в этом направлении работают многие организации [33], [37], [54], [71], [96], [99], [114], [122], [127], [142], [228], [231].

Наряду с разработкой систем с ЭМ и ПП новых типов, многие фирмы продолжают разработки систем с использованием однооперационных тиристоров [16], [17], [45]-[48], [70], [121], особенно для установок большой мощности [170].

В системах с ЭМ и ПП преимущественно используются трехфазные синхронные и асинхронные электрические машины. Вместе с тем, расширяется применение многофазных ЭМ с несколькими трехфазными обмотками, взаимно сдвинутыми по фазе, ЭМ двойного питания [2], [16], [19], [75], [94], [104], [112]-[121], [138], [144], [149], [151]-[155]. Чаще применяются мощные машины с постоянными магнитами, вентильно-индукторные машины [73], [138], [140], [142].

Задачи, возникающие при проектировании систем с ЭМ и ПП, разнообразны. Это разработка схем, алгоритмов управления, определение параметров элементов, расчет нагрузок, анализ переходных, установившихся и аварийных режимов работы, расчет качества электроэнергии, вибраций, тепловыделений, действия защит, разработка конструкций и др. В связи с этим при разработке систем с ЭМ и ПП обычно осуществляется большой объем исследований. По электрическим машинам исследования базируются на работах Адкинса Б., Важнова А. И., Вольдека А. И., Горева А. А., ДанилевичаЯ. Б., Домбровского В. В., Иванова-Смоленского А. В., Казовского Е. Я., Костенко М. П., Лютера Р. А., Парка Р., Сыромятникова И. А., Хуторецкого Г. М. и др. По полупроводниковым преобразователям исследования базируются на работах Бернштейна И. Я., Глебова И. А., Глинтерника С. Р., Гусяцкого Ю. Я., Емельянова А. В., Жемерова Г.Г. и др. По системам с ЭМ и ПП и их моделированию исследования базируются на работах Башарина А. В., Беспалова В. Я., Булгакова А. А., Бутырина П. А., Германа-Галкина С. Г., Глазенко Т. А., Грузова В. JL, Дартау В. А., Демирчяна К. С., Ефимова А. А., Зиновьева Г. С., Ковчина С. А., Козяру-ка А. Е., Копылова И. П., Коровкина Н. В., Коськина Ю. П., Короткова Б. А., Неймана JI. Р., Новикова В. А., Плахтыны Е. Г., Пухова Г. Е., Рудакова В. В., Сабинина Ю. А., Сандлера А. С., Сарбатова Р. С., Сидельникова

Б. В., Соколовского Г. Г., Столярова И. М., Слежановского О. В., Шака-ряна Ю. Г., Шрейнера Р. Т. и др.

В области разработки и производства систем с ЭМ и ПП работают многие заводы, фирмы, университеты. Более успешны те структуры, которые создают и анализируют новые технические решения, повышают эффективность производства, осваивают перспективные технологии, обеспечивают высокое качество изделий. Однако, в связи с быстрым развитием преобразовательной техники, создание современных конкурент-носпособных систем с ЭМ и ПП для многих предприятий является проблемой. Отсутствуют достаточно эффективные средства разработки. Несмотря на большой объем выполненых работ по моделированию, имеющиеся средства анализа и синтеза систем (MatLab [25], [35], [50], Des-ignLab [130], [131] и др.) недостаточны. При их использовании трудоемкость решения сложных задач велика, ограничены возможности, модели работают при значительных затратах машинного времени, проявляются ограничения по устойчивости и точности вычислений [42]. Отсутствуют модели и необходимые исследования многих систем с ЭМ и ПП новых типов. Не решены задачи разработки комплекса моделей для анализа и синтеза систем с многоуровневыми, многотактными, каскадными, много-тактно-многоуровневыми ПП, с многофазными ЭМ с учетом вытеснения токов в массивных элементах конструкции. Не решены задачи построения систем с ЭМ и ПП с одновременным учетом электромеханических, электромагнитных, тепловых процессов и процессов управления. Не решены задачи построения моделей сложных систем для работы в реальном времени. Достоверность расчетов при использовании известных комплексов моделей систем недостаточна, в них отсутствуют проверки результатов методами баланса мощностей и энергий.

Целью работы является создание систем с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями, в том числе новых типов, на основе разработки комплекса быстродействующих уточненных моделей и выполнения исследований.

Идея работы заключается в разработке методологии моделирования систем с ЭМ и ПП, позволяющей создавать быстродействующие уточненные модели, в создании комплекса таких моделей, в осуществлении анализа и синтеза систем средствами моделирования и в использовании моделей при наладке систем.

Для достижения цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Разработать методологию моделирования систем с ЭМ и ПП, основанную на разделении их на подсистемы, на использовании новых способов разделения систем на части, метода обеспечения устойчивости вычислений, алгоритмов учета потерь энергии в ПП, процедур расчета баланса мощностей и энергий. Для многофазных систем потребовалось модифицировать метод симметричных составляющих.

2. Разработать комплексы моделей систем с ЭМ и ПП в среде программирования C++Builder и в среде Simulink, отличающиеся рассмотрением систем нового типа, подробным описанием систем, быстродействием, повышенной точностью и устойчивостью вычислений, наличием процедур расчета баланса мощностей и энергий.

3. Разработать систему наладки блоков управления систем с ЭМ и ПП, использующую модели, работающие в реальном времени.

4. Выполнить исследования, анализ и синтез систем с ЭМ и ПП на моделях и подтвердить адекватность исследований экспериментально.

Защищаемые научные положения

1. Разделение систем с ЭМ и ПП на подсистемы по потокам взаимной индукции обмоток электрических машин и трансформаторов, применение новых способов преобразования систем при разделении их на части, нового метода обеспечения устойчивости вычислений, оригинального способа учета потерь энергии в ПП, методов расчета баланса мощностей и энергий, модифицированного метода симметричных составляющих позволяет создать методологию моделирования, обеспечивающую повышение устойчивости, точности, быстродействия и надежности моделей, минимизацию исходных данных и использование общих алгоритмов расчета.

2. Разработанная методология позволяет создать комплекс моделей систем с ЭМ и ПП, отличающийся моделями систем нового типа (с многофазными ЭМ, с активными, многотактными, многоуровневыми, каскадными ПП), уточненным описанием систем (учтены потери энергии в ПП, вытеснение токов в ЭМ, различия индуктивностей ЭМ для многофазных и трехфазных составляющих токов), взаимосвязанным описанием различных процессов (электромагнитных, электромеханических, тепловых, регулирования), устойчивостью и точностью вычислений, быстродействием и надежностью моделей, обеспечивающий повышение эффективности анализа и синтеза систем.

3. Замена силовых частей систем с ЭМ и ПП моделями, выполненными по принятой методологии и работающими в реальном времени, позволяет создать систему наладки блоков и алгоритмов управления, обеспечивающую сокращение трудоемкости и сроков выполнения пуско-наладочных работ.

4. Установлено свойство систем с 6-фазными ЭМ и ПП напряжения - при увеличении различия индуктивностей ЭМ для 6-фазных и 3-фазных симметричных составляющих токов (при сокращении шага обмоток) пульсации токов фаз увеличиваются. Установлено свойство систем с трехуровневыми ПП напряжения - существуют электрические контуры, в которых замыкаются токи тройной частоты, которые создают дополнительные нагрузки элементов. В многотактных ПП напряжения установлена зависимость токовой нагрузки конденсаторов от количества параллельно включенных преобразовательных мостов. Указанные свойства и зависимости, а также реализация в моделях различных алгоритмов управления и возможностей расчета потерь энергии позволяют выполнить синтез мощной системы с 6-фазным асинхронным генератором и активным выпрямителем.

5. В системах пуска турбогенераторов тиристорными пусковыми устройствами установлена связь колебаний частоты вращения ротора и напряжения обмотки возбуждения, что позволяет использовать алгоритм стабилизации процесса, основанный на выделении низкочастотной переменной составляющей напряжения возбуждения.

Методы исследований. Использованы методы расчета электрических цепей, теории электрических машин, полупроводниковых преобразователей, электропривода, автоматического регулирования, методы моделирования систем с ЭМ и ПП, решения систем алгебраических и дифференциальных уравнений, сплайн-аппроксимации кривых, гармонического и частотного анализа, симметричных составляющих.

Научная новизна результатов исследований:

1. Новой является методология моделирования систем с ЭМ и ПП, отличающаяся тем, что разделение систем на подсистемы осуществляется по потокам взаимной индукции обмоток ЭМ и трансформаторов, используются новые способы преобразования систем для разделения их на части и обеспечения устойчивости вычислений, оригинальный алгоритм учета потерь энергии в ПП, модификация метода симметричных составляющих для многофазных систем. Методология отличается также тем, что указанные составляющие объединены специальными алгоритмами расчета и дополнены расчетом баланса мощностей и энергий.

2. Новым является комплекс моделей систем с ЭМ и ПП, отличающийся описанием систем с многофазными ЭМ, с активными, многоуровневыми, многотактными и другими ПП, повышенной точностью учетом потерь энергии в ПП, вытеснения токов в ЭМ, различия индук-тивностей ЭМ для многофазных и трехфазных симметричных составляющих токов и др.), взаимосвязанным описанием различных процессов (электромагнитных, электромеханических, тепловых, регулирования), устойчивостью вычислений, быстродействием и надежностью.

3. Новой является система наладки блоков и алгоритмов управления, основанная на замене силовых частей систем с ЭМ и ПП моделями, выполненными по принятой методологии и работающими в реальном времени.

4. Новыми являются результаты анализа систем с многофазными ЭМ и ПП напряжения и синтеза системы с 6-фазным асинхронным генератором и многотактным активным выпрямителем с пониженными пульсациями токов и пониженными потерями энергии.

5. Новыми являются рекомендации по стабилизации процесса пуска турбогенераторов тиристорными пусковыми устройствами путем изменения частоты переключения тиристоров.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена положительными результатами внедрения разработанной методологии моделирования, комплекса моделей и программ расчета на ЭВМ, сравнением результатов расчетов и экспериментов, использованием в моделях систем с ЭМ и ПП расчетов баланса мощностей и энергий, практикой разработки и производства систем с ЭМ и ПП на заводе "Электросила" и на других предприятиях, данными по эксплуатации изготовленных систем.

Практическая ценность работы. Разработана методология моделирования систем с ЭМ и ПП, позволяющая создавать модели. Разработан комплекс моделей систем с ЭМ и ПП, позволяющий выполнять их анализ и синтез. Разработана система наладки блоков управления систем с ЭМ и ПП, позволяющая сократить сроки выполнения и трудоемкость пусконаладонных работ. Даны рекомендации по построению ряда систем с ЭМ и ПП. Результаты использованы при разработке действующих систем с ЭМ и ПП и в перспективных проектах.

Реализация результатов работы. Методология моделирования и комплекс моделей систем с ЭМ и ПП внедрены на заводе "Электросила" и других предприятиях. Они используются для анализа технических решений, синтеза систем, а также при проектировании: электроприводов мельниц (4 МВт) ГОК "Олимпиадинский", вентиляторов (3,7 МВт) рудника "Северный Глубокий", трансмиссии переменного тока (1 МВт) самосвалов "БелАз", электроприводов экскаваторов ЭКГ-10 (800 кВт), шахтных вагонов (100 кВт) и насосов (250 кВт), тиристорных пусковых устройств (до 6 МВт) турбогенераторов (Ивановская ГРЭС, Тюменская ТЭЦ-1, ОПС "Каборга", Калининградская ТЭЦ, ТЭС "Геллер" в Венгрии, ТЭЦ "Дибис" в Ираке, ТЭЦ-9, ТЭЦ-27, ТЭЦ-21), судовых систем и др.

Апробация результатов работы. Результаты работы докладывались и обсуждались:

- на конференции Европейской ассоциации электропривода и силовой электроники ЕРЕ 2005, Германия, г. Дрезден, 2005 г. [225];

- на конференции Европейской ассоциации электропривода и силовой электроники ЕРЕ-РЕМС 2004, Латвия, г. Рига, 2004 г. [228], [243];

- на научно-практической конференции "Энергосбережение на предприятиях металлургической и горной промышленности", 19-22 января 2004 г., Санкт-Петербург;

- на конференции Европейской ассоциации электропривода и силовой электроники ЕРЕ 2003, Франция, г. Тулуза, 2003 г. [181];

- на VII Симпозиуме "Электротехника 2010", ТРАВЭК-ВЭИ, Московская область, 27-29 мая 2003 г. [47];

- на НТС ОАО "ГАЗПРОМ", Нижний Новгород, 2002 г. [45];

- на Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы развития автоматизированного электропривода промышленных установок", г. Новокузнецк, 15-17 мая 2002 г. [48];

- на научно-практической конференции "ЭЛЕКТРОЭНЕРГО-2003", проведенной ОАО "Электросила" в 2002 г. [112];

- на научно-практической конференции "Транспортный электропривод - 2001", проведенной ОАО "Электросила" в 2001 г. [88];

- на VII международной научно-технической конференции "Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плавучих сооружений и транспортных средств". Санкт-Петербург, 2000 г. [21], [127];

- на VI международной научно-технической конференции "Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плавучих сооружений и транспортных средств". Санкт-Петербург, 1998 г. [126];

- на научно-технической конференции "Проблемы создания мощных электроэнергетических систем для судов ледового плпвания и технических средств освоения шельфа", Ленинград, 1983 г. [115];

- на 3 Всесоюзной конференции "Совершенствование проектирования судовых ЭЭС и технологии электромонтажных работ", Ленинград, 1979 г. [117], [118].

Личный вклад автора состоит в разработке методологии моделирования и математических моделей систем с ЭМ и ПП, в организации разработки компьютерных моделей систем, в руководстве этой разработкой и непосредственном участии в ней, а также в анализе и синтезе систем с ЭМ и ПП и в выработке рекомендаций по их созданию.

Публикации. По теме диссертации имеется 49 публикаций, в том числе 2 монографии, 9 изобретений, 38 статей, из которых 6 статей опубликованы в сборниках, рекомендованных ВАК РФ.

Заключение

Решена крупная научная проблема создания систем с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями, в том числе с активными, многоуровневыми, многотактными, многотактно-многоуровневыми и каскадными ПП с широтно-импульсной модуляцией. Осуществлен переход от использования частных методик расчета к комплексному решению задач анализа и синтеза систем с применением разработанного комплекса уточненных быстродействующих моделей, в которых объединено описание электромагнитных, электромеханических, тепловых процессов и процессов управления. При этом решены следующие задачи.

1. Разработана методология моделирования систем с ЭМ и ПП, основанная на использовании метода расчета сложных систем по взаимосвязанным подсистемам, отличающаяся тем, что, разделение систем на подсистемы осуществляется по потокам взаимной индукции обмоток электрических машин и трансформаторов, используются новые способы преобразования электрических систем при разделении их на подсистемы, новый метод обеспечения устойчивости вычислений, оригинальный способ учета потерь энергии в полупроводниковых элементах, методы расчета баланса мощностей и энергий, модифицированный метод симметричных составляющих.

2. Разработан комплекс моделей систем с ЭМ и ПП, отличающийся тем, что в него включены модели систем нового типа (с многофазными ЭМ, с активными, многотактными, многоуровневыми, каскадными ПП и др.), уточнено описанием систем (учтены потери энергии в ПП, вытеснение токов в ЭМ, различия индуктивностей ЭМ для многофазных и трехфазных симметричных составляющих токов и др.), осуществлено взаимосвязанное описание электромагнитных, электромеханических и тепловых процессов, обеспечены устойчивость, точность, быстродействие и надежность моделей. Комплекс моделей реализован в среде программирования C++Builder и в среде моделирования Simulink.

3. Разработана система наладки блоков и алгоритмов управления, отличающаяся тем, что, силовые части систем с ЭМ и ПП заменяются компьютерными моделями, выполненными по принятой методологии и работающими в реальном времени, что обеспечивает сокращение сроков и трудоемкости выполнения пусконаладочных работ.

4. Установлено свойство систем с 6-фазными ЭМ и ПП напряжения - при увеличении различия индуктивностей ЭМ для 6-фазных и 3-фазных симметричных составляющих токов пульсации токов фаз увеличиваются. Установлено свойство систем с трехуровневыми ПП напряжения - существуют электрические контуры, в которых замыкаются токи тройной частоты. В многотактных ПП установлена зависимость токовой нагрузки конденсаторов от количества параллельно включенных преобразовательных мостов. Установленные свойства и зависимости, а также реализация в моделях различных алгоритмов управления и расчета потерь энергии позволили выполнить синтез мощной системы с 6-фазным асинхронным генератором и активным выпрямителем.

5. В системах пуска турбогенераторов тиристорными пусковыми устройствами предложено использовать алгоритм стабилизации процесса, основанный на выделении низкочастотной переменной составля-ющй напряжения возбуждения турбогенератора.

1. Адкинс, Б. Общая теория электрических машин. -M.-J1.: ГЭИ, 1970.-271 с.

2. Айзенштадт, Е. Б. Гребные электрические установки: Справочник / Айзенштадт Е. Б. и др. -JI: Судостроение, 1985. -304 с.

3. Алексеева, М. М. Машинные генераторы повышенной частоты. -JL, Энергия, 1967. -344 с.

4. Арриллага, Дж. Гармоники в электрических системах / Аррил-лага Дж., Брэдли Д., Боджер П. -М.: Энергоатомиздат, 1990. -320 с.

5. Атабеков, Г.И. Основы теории цепей. Учебник для вузов. -М.: Энергия, 1969.-424 с.

6. Бахвалов, Н. С. Численные методы (анализ, алгебра, обыкновенные дифференциальные уравнения). -М.: Наука, 1975. -632 с.

7. Башарин, А. В. Управление электроприводами / Башарин А. В., Новиков В. А., Соколовский Г. Г. -JI.: Энергоатомиздат, 1982. -391 с.

8. Бернштейн, И. Я. Тиристорные преобразователи частоты без звена постоянного тока. -М.: Энергия, 1968. -88 с.

9. Бернштейн, А. Я. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе / Бернштейн А. Я. и др. -М.: Энергия, 1980. -328 с.

10. Бессонов, JI. А. Теоретические основы электротехники. -М.: Высшая школа, 1973.

11. Болотовский, Ю. И. Анализ устройств преобразовательной техники с помощью САПР / Болотовский Ю. И., Таназлы Г. И. // VII симпозиум "Электротехника 2010", -М.: ТРАВЭК. 2003. -С. 62-67.

12. Болотовский, Ю. Опыт моделирования систем силовой электроники в среде ORCAD 9.2 / Болотовский Ю., Таназлы Г. // Силовая электроника, 2006, №1. -С. 88-92.

13. Булгаков, А. А. Частотное управление асинхронными электродвигателями. -М.: Наука, 1966. -297 с.

14. Вагнер, К. Ф. Метод симметричных составляющих и его применение к расчету аварийных токов / Вагнер К. Ф., Эванс Р. Д. -J1.-M.: Энергоиздат, 1933. -183 с.

15. Важное, А. И. Электрические машины. -J1.: Энергия, 1974. -840 с.

16. Вахмистров, С. Н. Электромашинно-вентильный преобразователь 3000B/3x230B системы электроснабжения собственных нужд электропоезда постоянного тока / Вахмистров С. Н., Карзунов Р. А., Крутяков Б. А. и др. // Сб. "Электросила", 2002, №41. -С. 39-45.

17. Винницкий, Ю. Д. Тиристорные пусковые устройства в электроэнергетике / Виницкий Ю. Д., Гельфанд Я. С., Сытин А. П. -М.: Энер-гоатомиздат, 1992. -256 с.

18. Вольдек, А. И. Электрические машины. -JL: Энергия, 1974. -782 с.

19. Воронов, Г. Г. Шестифазные турбогенераторы / Воронов Г. Г., Хуторецкий Г. М. // Сб. "Электросила". -J1.: Энергия, 1970, №28.

20. Воронцов, А. Г. Математические модели приводов с асинхронными машинами с фазным и короткозамкнутым ротором и устройствами плавного пуска / Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Крутяков Б. А., Пронин М. В. // Сб. "Электросила", 2002, №41. -С. 187-195.

21. Воронцов, А. Г. Современные возможности наладки микропроцессорных систем управления электроприводов / Воронцов А. Г., Павлов П. А., Крутяков Е. А., Пронин М. В. // Сб. "Электросила", 2003, № 42. -С. 83-90.

22. Воронцов, А. Г. Расчет электромагнитных процессов и потерь энергии в преобразователях на транзисторах IGBT / Воронцов А. Г., Пронин М. В. и др. // Сб. "Электросила", 2003, № 42. -С. 122-130.

23. Галка, В. Л. Статический преобразователь частоты для питания электродвигателей рольганга / Галка В. Л., Эпштейн В. И., Гончаренко А. В., Мизинцев А. В. // Сб. "Электрофорум", 2001, №2. -С. 9-10.

24. Герман-Галкин, С. Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем. MatLab 6.0. -СПб.: КОРОНА принт, 2001. -320 с.

25. Герман-Галкин, С. Г. Анализ и синтез мехатронной системы с магнитокоммутационной машиной в пакетах MatLab-Simulink // Силовая электроника, 2006, №1. -С. 82-86.

26. Глазенко, Т. А. Полупроводниковые преобразователи частоты в электроприводах / Глазенко Т. А., Гончеренко Р. Б. -Л.: Энергия, 1969. -184 с.

27. Глебов, И. А. Системы возбуждения синхронных генераторов с управляемыми преобразователями. -М.-Л.: Изд. АН СССР, 1960.

28. Глебов, И. А. Проблемы пуска сверхмощных синхронных машин / Глебов И. А., Шулаков Н. В., Крутяков Е. А. -Л.: Наука, 1988.

29. Глинтерник, С. Р. Электромагнитные процессы и режимы мощных статических преобразователей. -М.-Л.: Наука, 1970. -308 с.

30. Горбань, Р. Н. Современный частотно-регулируемый электропривод / Горбань Р. Н., Янукович А. Т. -СПб, СПЭК, 2001.

31. Горев, А. А. Переходные процессы синхронной машины. ГЭИ, 1950. -552 с.

32. Гринштейн, Б. И. Преобразователь частоты для электропривода высокоскоростных асинхронных двигателей / Гринштейн Б. И. и др. // VII симпозиум "Электротехника 2010". -М.: ТРАВЭК, 2003. -С. 78-80.

33. Грузов, В. JI. Управление электроприводами с вентильными преобразователями: Учебное пособие. -Вологда: ВоГТУ, 2003. -294 с.

34. Гультяев, А. Визуальное моделирование в среде MatLab. Учебный курс. -С.-Петербург-Москва-Харьков-Минск: Питер, 2000.

35. Данилевич, Я. Б. Параметры электрических машин переменного тока / Данилевич Я. Б., Домбровский В. В., Казовский Е. Я. -M.-JL: Наука, 1965.-339 с.

36. Дайновский, Р. А. Исследование режимов работы СТАТКОМ, выполненного на базе трехуровневого преобразователя напряжения / Дайновский Р. А. и др. // VII симпозиум "Электротехника 2010". -М.: ТРАВЭК, 2003.-С. 58-61.

37. Дацковский, JI. X. Современное состояние и тенденции в асинхронном частотно-регулируемом электроприводе (краткий аналитический обзор) / Дацковский JI. X. и др. // Электротехника, 1996, № 10.

38. Демирчян, К. С. Моделирование и машинный расчет электрических цепей / Демирчян К. С., Бутырин П. А. -М.: Высшая школа, 1988, -336 с.

39. Демирчян, К. С. Теоретические основы электротехники. Тома 1, 2, 3 / Демирчян К. С., Нейман JI. Р., Коровкин Н. В., Чечурин В. Л. -Москва-Санкт-Петербург-Нижний Новгород-Воронеж и др.: Питер, 2004. -463 с. -576 с. -377 с.

40. Добрусин, JI. Моделирование влияния преобразователей на сеть в среде системы DESIGN-PSpice // Силовая электроника. 2006, №1. -С. 94-102.

41. Добрусин, JI. А. Особенности моделирования преобразователей в среде системы DESIGN // VII симпозиум "Электротехника 2010". -М.: ТРАВЭК, 2003. -С. 295-297.

42. Добрусин, Л. А. Компьютерное исследование качества напряжения на выходе трехфазного тиристорного инвертора // VII симпозиум "Электротехника 2010". -М.: ТРАВЭК, 2003. -С. 277-279.

43. Домбровский, В. В. Основы проектирования электрических машин переменного тока / Домбровский В. В., Хуторецкий Г. М. -Л.: Энергия, 1974.-504 с.

44. Дробкин, Б. 3. Разработки АО "Электросила" систем с частотно-регулируемыми электрическими машинами / Дробкин Б. 3., Калачиков П. Н., Крутяков Е. А., Пронин М. В. // Материалы НТС ОАО "ГАЗПРОМ". -Нижний Новгород, 2002. -С. 84-95.

45. Дробкин, Б. 3. Высоковольтные тиристорные преобразователи частоты ОАО "Электросила" / Дробкин Б.З., Карзунов Р.А., Крутяков Е.А., Павлов П.А., Пронин М.В. //Электротехника, 2003, №5. -С. 30-34.

46. Думаневич, А. Н. Основная элементная база преобразовательной техники / Думаневич А. Н., Потапчук В. А., Якивчик Н. И. // Сборникдокладов VII симпозиума "Электротехника 2010". -М: ТРАВЭК, 2003. -С. 134-144.

47. Дьяконов, В. П. MATLAB 6.5 SP1/7.0 + Simulink 5/6. Основы применения. -М.: COJIOH-Пресс, 2005. -800 с.51. Ёрг, Валдмейер. Проектирование демпфирующих RC-цепей при фазном регулировании. Методика ABB / Ёрг Валдмейер, Бьорн Баклунд. 2001.

48. Ефименко, Е. И. Новые методы исследования машин переменного тока и их приложения. -М.: Энергоатомиздат, 1993. -288 с.

49. Ефимов, А. А. Активные преобразователи в регулируемых электроприводах переменного тока / Ефимов А. А., Шрейнер Р. Т. Под общей редакцией д-ра техн. наук, проф. Р.Т.Шрейнера. -Новоуральск: Изд. НГТИ, 2001.-250 с.

50. Жемеров, Г. Г. Тиристорные преобразователи частоты с непосредственной связью. -М.: "Энергия", 1977. -280 с.

51. Жерве, Г. К. Промышленные испытания электрических машин. -JL: "Энергоатомиздат", 1984. -408 с.

52. Забровский, С. Г. Перенапряжения в системах с тиристорными преобразователями / Забровский С. Г. и др. -Кишинев: Штиница, 1979.

53. Замятин, Д. В. Обобщенная теория электромеханических преобразователей. Учебное пособие. -СПб, изд. СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2001.

54. Ивакин, В. Н. Мощная преобразовательная техника в электроэнергетических системах // VII симпозиум "Электротехника 2010". -М.: ТРАВЭК, 2003.-С. 53-57.

55. Иванов, А. В. Особенности работы инвертора с широтно-импульсной модуляцией / Иванов А. В., Климов В. И., Крутяков Е. А., Левин В. И. // Электричество, 1979, №8.

56. Иванов, А. В. Судовые системы электродвижения с полупроводниковыми преобразователями нового поколения / Иванов А. В., Пронин М. В. и др. // Сб. "Электрофорум", 2000, сентябрь. -С. 11-15.

57. Иванов-Смоленский, А. В. Электрические машины. -М.: Энергия, 1980.-928 с.

58. Казовский, Е. Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. -М.-Л.: Изд. АН СССР, 1962. -624 с.

59. Калантаров, П. Л. Теоретические основы электротехники / Ка-лантаров П. Л., Нейман Л. Р. -Л.-М.: Госэнергоиздат, 1951.

60. Карзунов, Р. А. К вопросу ограничения коммутационных перенапряжений на тиристорах / Карзунов Р. А., Крутяков Е. А. // Сб. "Электросила", 2001, №40. -С. 84-91.

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

62. Ковчин, С. А. Теория электропривода / Ковчин С. А., Сабинин Ю. А. -СПб.: Энергоатомиздат, 1994. -496 с.

63. Козярук, А. Е. Электропривод системы позиционирования полупогружных буровых установок // Сб. Нефтяная промышленность. Серия "Машины и нефтяное оборудование", 1983, вып. 3.

64. Козярук, А. Е. Повышение уровня автоматизации судов с электродвижением / Козярук А. Е., Вишневский Я. И. // Сб. "Судостроение", 1978, №8.

65. Козярук, А. Е. Технико-экономические показатели ЭЭС горных машин при использовании преобразователей частоты с активными выпрямителями / Козярук А. Е. и др. // Сб. "Электросила", 2003, № 42.

66. Козярук, А. Е. Вентильные преобразователи в судовых электромеханических системах / Козярук А. Е., Плахтына Е. Г. -JI.: Судостроение, 1987.-192 с.

67. Коломейцев, JI. Ф. Развитие теории и создание новых конструкций индукторных машин / Коломейцев JI. Ф., Пахомин С. А. // Известия ВУЗ. Электромеханика, 2005, №2.

68. Колпаков, А. Полезный софт от компании SEMIKRON // Силовая электроника 2006, №1. -С. 68-73.

69. Колтовой, А. Ф. Гребные электрические установки переменно-постоянного тока / Колтовой А. Ф. и др. -JI.: Судостроение, 1977.

70. Кононенко, Е. В. Электрические машины (специальный курс) / Кононенко Е. В., Сипайлов Г. А., Хорьков Е. В. -М.: Высшая школа, 1975.-279 с.

71. Копылов, И. П. Математическое моделирование электрических машин. -М.: Высш. шк., 2001. -327 с.

72. Копылов, И. П. Проектирование электрических машин. Под редакцией Копылова И. П. В двух частях / Копылов И. П., Клоков Б. К., Морозкин В. П., Токарев Б. Ф. -М.: Энергия, 1980. Книга 1 464 е., книга 2-384 с.

73. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Корн Г., Корн Т. -М.: Наука, 1978. -832 с.

74. Короткое, Б. А. Алгоритмы имитационного моделирования переходных процессов в электрических системах / Короткое Б. А., Попков Е. Н. -Л.: Издательство ленинградского университета, 1987. -280 с.

75. Костенко, М. П. Электрические машины / Костенко М. П., Пиотровский JI. М. —Л.: "Энергия", 1958. Ч. I. -464 е., ч. II. -646 с.

76. Костенко, М. П. Электрические машины. Специальная часть. -JI.-M.: Госэнергоиздат, 1949. -712 с.

77. Коськин, Ю. П. Введение в электромеханотронику. -СПб: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение, 1991.-192 с.

78. Коськин, Ю. П. Взаимовлияние и учет информационных и энергетических процессов в электромеханотронике // Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического семинара по электромеханотронике. Ленинград, 25-27 октября 1989 г. -Л.: БАН СССР, 1989.

79. Коськин, Ю. П. Перенапряжения в частотно-управляемых линейных асинхронных двигателях. Учебное пособие / Коськин Ю. П., Бе-наллал Н. М. -СПб: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2003. -60 с.

80. Крон, Г. Исследование сложных систем по частям диакоптика. -М.: Наука, 1972.-542 с.

81. Крутиков, Е.А. Электроприводы мельниц ГОК "Олимпиадин-ский" / Крутяков Е.А., Карзунов Р.А., Пронин М.В., Воронцов А.Г. // Сб. "Горное оборудование и электромеханика", 2005, №5. -С. 17-20.

82. Крутяков, Е.А. Алгоритмы работы тиристорных пусковых устройств для турбогенераторов и синхронных двигателей производства АО "Электросила" / Крутяков Е.А., Павлов П. А., Пронин М. В. // Сб. "Электросила", 2001, №40. -С. 53-59.

83. Крутяков, Е. А. Устойчивость работы тиристорных пусковых устройств синхронных машин в зоне искусственной коммутации / Крутяков Е. А., Пронин М. В. // Сб. "Электрофорум", 2002, №3. -С. 20-22.

84. Куропаткин, П. В. Теория автоматического управления. -М.: "Высшая школа", 1973. -528 с.

85. Лайбль, Т. Теория синхронной машины при переходных процессах. -М.-Л.: "Госэнергоиздат", 1957. -168 с.

86. Лайон, В. Анализ переходных процессов в электрических машинах переменного тока методом симметричных составляющих. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1958. -400 с.

87. Лафоре, Р. Объектно-ориентированное программирование в С++. Классика Computer Science. 4-е изд. -СПб.: Питер, 2005. -924 с.

88. Левин, А. М. Внешнее короткое замыкание в системе синхронный генератор неуправляемый выпрямитель / Левин А. М., Пронин М. В. // Сб. "Электросила", 1976, № 31. -С. 89-94.

89. Левин, А. М. Выбор схемы силового тиристорного преобразователя для судового вентильного электропривода / Левин А. М., Пронин М. В. // Сб. "Судостроение", 1976, № 4.

90. Литовченко, В. В. 4q-S четырехквадрантный преобразователь электровозов переменного тока // Известия ВУЗ. Электромеханика, 2000, №3.

91. Логинов, А. Г. Микропроцессорный автоматический регулятор типа АРВ-М для систем возбуждения АО "Электросила" / Логинов А. Г., Фадеев А. В. // Электротехника, 2001, №9. -С. 42-52.

92. Лютер, Р. А. Расчет синхронных машин. -Л.: Энергия, 1979.

93. Мустафа, Г. М. Высоковольтный преобразователь частоты для асинхронного электропривода / Мустафа Г. М., Сеннов Ю. М., Скороход Ю. Ю. // VII симпозиум "Электротехника 2010". -М.: ТРАВЭК, 2003. -С. 76-77.

94. Мясников, Н. И. Пути развития гребных электрических установок мощных ледоколов / Мясников Н.И., Пронин М.В. и др. // Сб. "Совершенствование проектирования судовых ЭЭС и технологии электромонтажных работ". -СПб.: Судостроение, 1980. -С.5-12.

95. Нейман, JI. Р. Электропередача постоянного тока как элемент энергетических систем / Нейман JI. Р., Глинтерник С. Р., Емельянов А. В., Новицкий В. Г. -М.-Л.: изд. АН СССР, 1962. -340 с.

96. Нейман, Л. Р. Теоретические основы электротехники / Нейман Л. Р., Калантаров П. Л. -Л.-М.: Госэнергоиздат, 1959.

97. Онищенко, Г. М. Асинхронные вентильные каскады и двигатели двойного питания / Онищенко Г. М., Локтева И. Л. -М: Энергия, 1979. -200 с.

98. Пармас, Я. Ю. Преобразовательный агрегат вагона-электростанции поезда "Аврора" / Пармас Я. Ю., Крутяков Е. А., Пронин М. В.// Сб. "Электрофорум", 2001, №2. -С. 30-33.

99. Пинчук, И. С. Расчет вытеснения тока в роторе короткозамкну-того двигателя при питании его от статического преобразователя / Пинчук И. С., Салтыков А. И. // Сб. Электричество, 1978, №1.

100. Пиотровский, Л. М. Электрические машины. -М.-Л.: ГОСЭНЕРГОИЗДАТ, 1958. -512 с.

101. Плахтына, Е. Г. Математическое моделирование электрома-шинно-вентильных систем. -Львов: изд. при Львовском ун-те, 1986. -164 с.

102. Постников, И. М. Обобщенная теория и переходные процессы электрических машин. М.: Высшая школа, 1975. -319 с.

103. Пронин, М. В. Автоматизированные и экспериментальные исследования установок с НПЧ при разделенных фазах нагрузки и арккоси-нусоидальном законе управления. -М., 1984. -22 с. -Деп. в Информэлек-тро в 1984 г. под № 13эт-Д(84).

104. Пронин, М. Активные фильтры высших гармоник. Направления развития // Сб. "Новости электротехники", 2006, №2(38).

105. Пронин, М. В. Математическая модель асинхронных машин, работающих с полупроводниковыми преобразователями // Сб. "Электрофорум", 2001, №2. -С. 11-14.

106. Пронин, М.В. Математические модели синхронных и асинхронных машин с произвольным числом трехфазных обмоток для анализа систем с полупроводниковыми преобразователями // Сб. "Электросила", 2003, №42.-С. 91-100.

107. Пронин, М. В. Моделирование и анализ системы с многофазным асинхронным генератором и многотактным активным выпрямителем // Электротехника, 2006, №5.

108. Пронин, М.В. Моделирование синхронных машин в сложных нелинейных системах. -М., 1984. -19 с. -Деп. в Информэлектро в 1984 г. под № 12эт-Д(84).

109. Пронин М.В. Разработка и применение математических моделей синхронных машин и полупроводниковых преобразователей для исследования гребных электрических установок ледоколов. Диссертация на со-иск. уч. ст. к.т.н. Л., 1986.

110. Пронин, М. В. Расчет электромагнитных процессов в некоторых машинно-вентильных системах // В сб. "Совершенствование проектирования судовых ЭЭС и технологии электромонтажных работ". -JL: Судостроение, 1980. -С. 141-153.

111. Пронин, М.В. Активная фильтрация напряжений и токов сети в установках с высоковольтными тиристорными преобразователями / Пронин, М.В., Воронцов А.Г. // Сб. "Горное оборудование и электромеханика", 2005, №5.-С. 41-45.

112. Пронин, М. В. Силовые полностью управляемые полупроводниковые преобразователи (моделирование и расчет) / Пронин М. В., Воронцов А. Г. -СПб.: ОАО "Электросила", 2003. -172 с. -ISBN 5-901320-02-6.

113. Пронин, М. В. Математическая модель транзисторного асинхронного привода шахтного вагона с раздельным управлением правыми и левыми колесами / Пронин М. В., Воронцов А. Г., Улитовский Д. И., Горчакова И. А. // Сб. "Электрофорум", 2001, №2. -С. 37-41.

114. Пронин, М. В. Характеристики и особенности каскадных схем преобразования / Пронин М. В., Левин А. М. // Сб. Преобразовательная техника, 1977, выпуск 1(84). -С. 6-9.

115. Пронин, М. В. Токи и момент синхронного двигателя при несинусоидальном напряжении питания / Пронин М. В., Семенов М. А. // Сб. "Электросила", 1986, № 36.

116. Пухов, Г. Е. Теория метода подсхем // Электричество, 1952, №8.

117. Пухов, Г. Е. Методы анализа и синтеза квазианалоговых электронных цепей. -Киев: Наукова думка, 1967. -568 с.

118. Разевиг, В. Д. Система схемотехнического моделирования и проектирования печатных плат Design Center. -М.: СК Пресс, 1996. -272 с.

119. Разевиг, В. Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0. -М.: Солон, 1999.

120. Рудаков, В. В. Асинхронные электроприводы с векторным управлением / Рудаков В. В., Столяров И. М., Дартау В. A. -JL: Энерго-атомиздат, 1987. -136 с.

121. Сабинин, Ю. А. Частотно-регулируемые электроприводы / Сабинин Ю. А., Грузов В. JI. -JI.: Энергоатомиздат, 1985. -128 с.

122. Сандлер, А. С. Тиристорные инверторы с ШИМ / Сандлер А. С., Гусяцкий Ю. М. -М.: Энергия, 1968. -95 с.

123. Сандлер, А. С. Преобразователи частоты для управления асинхронными двигателями / Сандлер А. С., Сарбатов Р. С. -M.-JL: Энергия, 1966.-144 с.

124. Серов, Н. А. Электротрансмиссии самосвалов БелАЗ грузоподъемностью 136 т / Серов Н. А., Калачиков П. Н., Пронин М. В., Воронцов А. Г. // Сб. "Горное оборудование и электромеханика", 2005, №5. -С. 2225.

125. Сигорский, В. П. Алгоритмы анализа электронных схем / Си-горский В. П., Петренко А. И. -М.: Советское радио, 1976. -608 с.

126. Сидельников, А. В. Синтез схем замещения синхронной машины при представлении обмотки возбуждения многоконтурной цепью // Электротехника, 1983, № 7. -С.25-28.

127. Сидельников, Б. В. Перспективы развития и применения бесконтактных регулируемых электродвигателей // Известия ВУЗ. Электромеханика, 2005, №2.

128. Слежановский, О. В. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями / Слежановский О. В., Дацковский JI. X., Кузнецов И. С. -М.: Энергоатомиздат, 1983. -335 с.

129. Соколов, В. С. Электротехнические и радиоэлектронные системы дизель-электрических подводных лодок / Соколов B.C., Никифоров Б.В., Забурко А.В., Андреев А.А., Жилич В.Н. -Санкт-Петербург: ФГУП ЦКБ МТ "Рубин", 2005. -256 с.

130. Стечкин, С. Б. Сплайны в вычислительной математике / Стеч-кин С. Б., Субботин Ю. Н. -М.: Наука, 1976. -248 с.

131. Страхов, С. В. Уравнения синхронной машины с двумя трехфазными обмотками на статоре / Страхов С. В., Сегал Б. И. // Изв. ВУЗ. Электромеханика, 1981, № 6.

132. Сыромятников, И. А. Режимы работы асинхронных двигателей. -M.-JL: Госэнергоиздат, 1950. -240 с.

133. Сыромятников, И. А. Режимы работы синхронных генераторов. -M.-JL: Госэнергоиздат, 1952. -240 с.

134. Токарев, JI. Н. Математическое описание, расчет и моделирование физических процессов в судовых электростанциях. -JL: Судостроение, 1980.-110 с.

135. Фильц, Р. В. Математическое моделирование явнополюсных синронных машин / Фильц Р. В., Лябук Н. Н. -Львов: Свит, 1991. -176 с.

136. Фильц, Р. В. Параметры многофазной насыщенной неявнопо-люсной машины в фазных координатах / Фильц Р. В. Чабан В. Н., Билый Л. А. // Изв. ВУЗ. Электромеханика, 1974, № 7. -С. 737-746.

137. Фишлер, Я. Р. Трансформаторное оборудование для преобразовательных установок / Фишлер Я. Р. и др. -М.: Энергоатомиздат, 1989. -320 с.

138. Хуторецкий, Г. М. Индуктивные сопротивления дифференциального рассеяния шестифазных обмоток // Сб: "Электросила", 1979, № 32.

139. Хуторецкий, Г. М. Схемы замещения шестифазной неявнопо-люсной синхронной машины // Изв. ВУЗ. Электромеханика, 1970, № 1.

140. Хуторецкий, Г. М. Индуктивные сопротивления шестифазных турбогенераторов при двухфазных замыканиях //Электричество, 1978,№4.

141. Хуторецкий, Г. М. Напряжения на открытых фазах шестифазно-го генератора при коротких замыканиях // Сб. "Электросила", 1981, № 33.

142. Хуторецкий, Г. М. Схемы замещения, диаграммы и параметры шестифазного неявнополюсного генератора в установившихся режимах / Хуторецкий Г. М., Воронов Г. Г. // Сб. Электротехника, 1982, №11.

143. Хэпп, X. Диакоптика и электрические цепи. М.: Мир, 1974.

144. Чабан, В. И. О диакоптике нелинейных электрических цепей // Электричество, 1985, № 9. -С. 63-64.

145. Чуа, JI. О. Машинный анализ электронных схем: Алгоритмы и вычислительные методы / Чуа Л. О., Пен-Мин Лин. -М.: Энергия, 1980. -640 с.

146. Шрейнер, Р. Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с преобразователями частоты. -Екатеринбург: КРО РАН, 2000. -654 с.

147. Эпштейн, В. И. Автономные электроэнергетические системы с асинхронными генераторами, двигателями и транзисторными преобразователями / Эпштейн В. И., Пронин М. В. // Сб. "Электрофорум", 2001, №2. -С.19-20.

148. Эпштейн, И. И. Автоматизированный электропривод переменного тока. -М.: Энергоиздат, 1982. -192 с.

149. Abourida, S. Real-Time HIL Simulation of a Complete PMSM Drive at 10 ^s Time Step / Abourida S., Belanger J., Dufour С. // EPE 2005, Dresden, Germ.

150. Akaishi, Y. New Drive System using Decentralized Inverters for Electric Vehicles / Akaishi Y. et al. // EPE-PEMC 2003, Toulouse, Fr.

151. Averyanov, M. A. The Analysis of Direct Torque Control Induction Drive Micro transients / Averyanov M. A. et al. // EPE-PEMC 2002 Dubrovnik & Cavtat.

152. Begin, D. Low Losses PWM for High Power Press Pack IGBT Inverters / Begin D., Gollentz В., Gruau N. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

153. Bellini, A. A Space Vector Modulation Technique for NPC Inverters / Bellini A., Bifaretti S., Costantini S. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

154. Ben Smida, M. Stability control of the flying capacitor voltage in the imbricated cells multilevel inverter / Ben Smida M. et al. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

155. Beutel, A. The inclusion of switching frequency in power cycling studies / Beutel A., Van Coller J. M. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

156. Blaschke, F. The principle field orientation as applied to the new transvector closed-lop control system for rotating field machines // Siemens Rev., 1972, 34, May, 217-220.

157. Bocquel, A. Analysis of a 300 MW Variable Speed Drive for Pump-Storage Plant Applications / Bocquel A. et al. // EPE 2005, Dresden, Germ.

158. Buja, G. A novel control technique for multilevel converters with limited output voltage zange / Buja G., Castellan S., Szabo D. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

159. Buja, G. S. Active filter for high-power medium-voltage diode rectifiers / Buja G., Castellan S. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

160. Casadei, D. A Predictive Voltage-Vector Selection Algorithm in Direct Torque Control of Induction Motor Drives / Casadei D., Rossi C., Serra G., Tani A. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

161. Celanovic, N. Medium Voltage Converters, a cost effective solution for multi megawatt wind power turbines / Celanovic N., Apeldoorn O., Steimer P., Steinke J. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

162. Charaabi, L. FPGA Realization of Reconfigurable IP-Core Function for Real-Time Induction Motor Model / Charaabi L. et al. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

163. Chiasson, J. N. A New Approach to the Elimination of Harmonics in a Multilevel Converter / Chiasson J. N. et al. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

164. Chibani, R. A new solution to the unbalance problem of the input DC voltages of a five levels NPC-VSI by using sliding mode regulation / Chibani R. et al. // EPE-PEMC 2002 Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

165. CHIP NEWS, № 1, 1999. Цифровое управление электроприводом.

166. Correa, M. В. R. Vector Modulation for Six-Phase Voltage Source Inverters / Correa M. B. R., Jacobina С. B. et al. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

167. Curtiss, C. F. Integration of stiff equations / Curtiss C. F., Hirsch-felder I. O. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 1952, 38. P. 235-243.

168. Drobkin, B. Z. Debugging of microprocessor-based control systems of electric drives using mathematical models / Drobkin B. Z., Vorontsov A. G., Pronin M.V., Krutyakov Y.A., Pavlov P.A. //EPE 2003, Toulouse, Fr. -C.l-11.

169. Dufour, C. Real-Time Simulation os Electrical Vehicle Motor Drives on a PC Cluster / Dufour C., Abourida S., Belanger J. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

170. Eckel, H. G. Traction Converter for Multi-System Locomotive with 6.5KV IGBT / Eckel H. G, Bakran M. M. et al. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

171. Engel, B. 15 kV/16.7 Hz Energy Supply System with Medium Frequency Transformer and 6.5 kV IGBTs in Resonant Operation / Engel В., Victor M., Bachmann G., Falk A. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

172. Ezer, D. Active Voltage Correction for Industrial Plants / Ezer D., Hanna R. A., Penny J. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 38, NO. 6, 2002.

173. Fujita, H. Analysis and Design of a DC Voltage-Controlled Static Var Compensator Using Quad-Series Voltage-Souce Inverters / Fujita H. et al. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 32, NO. 4, 1996.

174. Gabriel, R. Microprocessor control of induction motor / Gabriel R., Leonard W. // IEEE/IAS int. Semicond. Power Converter. Conf. Rec. S. L, 1982,385-396.

175. Hadiouche, D. On the Modeling and Design of Dual-Stator Windings to Minimize Circulating Harmonic Currents for VSI Fed AC Machines / Hadiouche D., Razik H., Rezzoug A. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 40, NO. 2, 2004.

176. Hasenkopf, D. FPGA-Based Modulator for Fife-Level Inverter Control using Pulse Patterns for Harmonic Elimination / Hasenkopf D., Weigand E., Xie J. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

177. Healey, R. C. Improved Cage Rotor Models for Vector Controlled Induction Notors / Healey R. C., Wiliamson S., Smith A. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 40, NO. 6, 2004.

178. Hatua, K. Direct Torque Control Shemes for Split-Phase Induction Machine / Hatua K., Ranganathan V. T. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 41, NO. 5, 2005.

179. Helmer, M. An Improved Model of Induction Machines for Accurate Predictions of Wind Generator Line Short Circuit Currents / Helmer M., Thir-inger Т. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

180. Holmes, D. G. Pulse Width Modulation For Power Converters. Principles and Practice / Holmes D. G., Lipo T. A. IEEE PRESS, 2003. -744 c.

181. Jacobs, H. Experimental Investigation od a Three-Phase-Four-Level Flying Capacitor PWM-VSI / Jacobs H. et al. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

182. Jakob, R. Medium Voltage Drive System for Test Bench and High Speed Applications / Jakob R., Beinhold G. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

183. Jonson, J. R. Proper Use os Active Harmonic Filters to Benefit Pulp and Paper Mills // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 38, NO. 3, 2002.

184. Jussila, M. Comparison of Two Vector Modulated Matrix Converter Topologies / Jussila M., Salo M., Tuusa H. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

185. Kanmachi, Т. High Performance Space Voltage Vector Controlled Inverter Considering Voltage Saturation for Speed Servo System of Induction Motor / Kanmachi Т., Endo R., Ohishi Т. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

186. Katie, V. An Analysis Of Voltage Sags Ride-Through Methods For Modern AC Drives / Katie V. et al. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

187. Kempski, A. Conducted EMI in Four-Quadrant AC Drive System / Kempski A., Smolenski R., Strzelecki R. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

188. Kenny, В. H. Stator and Rotor Flux Bazed Deadbeat Direct Torque Control of Induction Machines / Kenny В. H. et al. // IEEE Industry Applications Society, Annual Meeting, Chicago, September 30-0ctober 4, 2001.

189. Kieferndorf, F. D. Reduction of DC-Bus Capacitor Ripple Current With PAM/PWM Converter / Kieferndorf F. D., Forster M., Lipo F. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 40, NO. 2, 2004.

190. Kilic, T. Tree-Phase Shunt Active Power Filter Using IGBT Based Voltage Source Inverter / Kilic Т., Milun S. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

191. Kincic, S. Simulation Study on Enhancement of Maximum Power Transfer Capability of Long Transmission Lini With Midpoint Sitting STAT-COM for Voltage Support / Kincic S., Chandra A., Huang Z., Babic S. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

192. Kubota, H. New adaptive Flux Observer for wide speed range motor drives / Kubota H. et al. // Proc. Int. Confer. IEEE-IECON, 1990, pp.921-926.

193. Lai, J. Multilevel Converters A New Breed of Power Converters / Lai J., Peng F. // IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 32, no. 3, 1996, pp. 509-517.

194. Liserre, M. Design and Control of an LCL-FilterBased Tree-Phase Active Rectifier / Liserre M., Blaabjerg F., Hansen S. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 41, NO. 5, 2005.

195. Loh, P. С. Reduced Common-Mode Modulation Strategies for Cascaded Multilevel Inverters / Loh P. C. et al. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 39, NO. 5, 2003.

196. Lyra, R. Torque Density Improvement in a Six-Phase Induction Motor With Third Harmonic Current Injection / Lyra R. О. C., Lipo T. A. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 38, NO. 5, 2002.

197. Macken, J. P. Mitigation of Voltage Dips Through Distributed Generation Systems / Macken J. P., Bollen H. J., Belmans J. M. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 40, NO. 6, 2004.

198. Madani, N. Investigation of Double Stator Asynchronous Machine-Tree level PWM Inverter Set / Madani N. et al. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

199. Malinowski, M. Simple Direct Power Control of Three-Phase PWM Rectifier Using Space Vector Modulation / Malinowski M., Jasinski M., Kaz-mierkowski M. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

200. Mendes, M. S. Asymmetric Space Vector PWM for the Three-Level Flying-Capacitor Inverter / Mendes M.S. et al. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

201. Merabtene, M. An unified Model to Control the DSSM PWM Inverter set Under Balanced and Unbalanced Functioning / Merabtene M., Benk-horis M. F., Le Doeuff R. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

202. Mirzaian, A. Low losses synchronous motor vector control for large speed ranges / Mirzaian A. et al. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

203. Newman, M. Stationary Frame Harmonic Reference Generation for Active Filter Systems / Newman M. J., Zmood D. N., Holmes D. G. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 38, NO. 6, 2002.

204. Ogasawara, S. A novel PWM scheme of Voltage Source Inverters based on Space Vector Theory / Ogasawara S., Akagi H., Nabae A. // EPE Aachen 1989.

205. Ohlshl, К. High Performance Speed Servo System Considering Voltage Saturation of Vector Controlled Induction Motor / Ohishi K. et al. // Proc. of IEEE/IES IECON'02, No. SF-004420, 2002.

206. Okayama, H. A Mewly Developed 3-Level RCGCT Inverter System / Okayama H., Fujii T. Shimomura Y., Koyama M. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

207. Olve, Mo. Active damping of oscillations in LC-filter for line connected, current controlled, PWM voltage source converters / Olve Mo, Kjell Ljokelsoly. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

208. Oota, T. Characteristics of a РАМ Controlled Five-Level Inverter for Induction Motor Drives / Oota T. et al. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

209. Palle, B. Dynamic Simulation and Analysis of Parallel Self-Excited Induction Generators for Islanded Wind Farm Systems / Palle B. et al. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 41, NO. 4, 2005.

210. Park, R. H. Two-Reaction Theory of Synchronous Machines // Tr. AIEE, 1930.

211. Peng, F. Z. Multilevel Voltage-Source Inverter with Separate DC Sources for Static Var Generation / Peng F. Z., Lai J. et al. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 41, NO. 4, 2005.

212. Pronin, M. V. Joint use of mono-phase and three-phase inverters for improvement characteristics of multilevel frequency converters / Pronin M. V., Vorontsov A. G. // EPE 2005, Dresden, Germ. -C. 1-10.

213. Rasmussen, T. W. The Impact of Non-Linearities in ASVC's on Automatic Control Performances / Rasmussen T. W. et al. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

214. Rodriguez, J. A New Modulation Method to Reduce Common-Mode Voltages in Multilevel Inverters / Rodriguez J., Pontt J., Correa P. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

215. Roytgarts, M. Reducing of induction motors vibrations at drives with semiconductor converters designing / Roytgarts M., Pronin M. // EPE-PEMC 2004, Riga, Lv. -C. 1-10.

216. Saudemont, C. Grid Connected or Stand-Alone Real-Time Variable Speed Wind Generator Emulator Associated to a Flywheel Energy Storage System / Saudemont C., Cimuca G., Robyns В., Radulescu M. M. // EPE 2005, Dresden, Germ.

217. Schibli, N. A. Three phase multilevel converter for high-power induction motors / Schibli N., Nguyen Т., Rufer. A. // IEEE Trans. On Power Elect. Vol.13 no. 5, Sept. 1998, pp. 978-986.

218. Shreiner, R. T. PWM Control of Direct Frequency Converter in AC Electric Drive System / Shreiner R. T. et al. // EPE 2005, Dresden, Germ.

219. Siala, S. Multi-inverter PWM control: a new generation drives for cruise ship electric propulsion / Siala S., Guette E., Pouliquen // EPE 2003, Toulouse, Fr.

220. Simon, O. Design of Pulse Patterns for Matrix Converters / Simon O., Bruckmann M. et al. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

221. Soto, D. A non-linear control strategy for a cascaded multilevel STATCOM using a fixed switching pattern / Soto D. et al. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

222. Sweet, M. Recent advancements in power semiconductors / Sweet M. et al. // Power Electronics Europe, 2002, issue 6, p. 28.

223. Takahashi, I. A New Quick-Response and High Efficiency Control Strategy of an Induction Machine / Takahashi I, Noguchi T. // IEEE Trans, on Industry Applications, Vol. 22, N. 5, Sep./Oct. 1986, pp.820-827.

224. Takahashi, I. High-Performance Direct Torque Control of an Induction Motor / Takahashi I., Ohmori Y. // IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 25, No. 2, March/April 1989, Page 257-264.

225. Telford, D. A Comparison of Vector and Direct Torque Control of an Induction Machine / Telford D. et al. // IEEE Transactions on industry applications. Vol.35 6 November/December 2000, pp.421-426.

226. Valderrama-Blavi, H. Multilevel Inverters Adapted to Photovoltaic Energy Conversion / Valderrama-Blavi H. et al. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

227. Van der Weem, J. New generation IGBT Four-Quadrant-Converter for multi-system rail vehicles using a novel control strategy / Van der Weem J., Song H., Mutscler P. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

228. Veenstra, M. Non-Equilibrium State Capacitor Voltage Stabilization in a Hybrid Asymmetric Nine-Level Inverter: Non-Linear Model-Predictive Control / Veenstra M., Rufer A. // EPE 2003, Toulouse, Fr.

229. Veenstra, M. Control of a Hybrid Asymmetric Multilevel Inverter for Competitive Medium-Voltage Industrial Drives / Veenstra M. et al. // IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 41, NO. 2, 2005.

230. Vorontsov, A. Application of mathematical models for debugging the control systems of drives with synchronous machines / Vorontsov A., Drobkin В., Pronin M., Krutyakov E. // EPE-PEMC 2004, Riga, Lv. -C.l-7.

231. Weiss, H. SOURSE DETECTION OF 100 Hz CURRENT IN A STATIC SYSTEM TIE CONVERTER / Weiss H., Effenberger A. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

232. Weigold, J. Implementation of a Matrix Converter Space Vector Control in Programmable Logic / Weigold J., Mahlein J., Igney J. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

233. Yamamoto, M. A Novel Voltage Clamped Snubber Circuit Topology Applied for Multilevel Inverter and Its Low Power Loss Operations / Yamamoto M. et al. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

234. Zargari, N. Multiple Medium Voltage AC Drives Fed from a Common AC Bus for Single or Multi Motor Conveyor Applications / Zargari N., Seggewiss G., Turton R., Rizzo S., Jahn W. // EPE 2005, Dresden, Germ.

235. Zhou, D. Generalized, Versatile Sine Triangle comparison PWM Scheme based upon a space vector scheme for Three-Level Topology / Zhou D., Blasko V., Bordonau J. // EPE-PEMC 2002, Cavtat & Dubrovnik, Croatia.

236. Ziegler, M. Rectifier based robust control of bidirectional switches in AC-AC matrix converters / Ziegler M„ Hofmann W. // EPE-PEMC 2002,

237. Авторские свидетельства на изобретения

238. А.с. 926746 СССР, МКИ Н 02 Р 3/12. Электропривод / Пронин М. В., Семенов М. А. -Опубл. 07.05.82, Бюл. № 17.

239. А.с. 926747 СССР, МКИ Н 02 Р 2/22. Электропривод / Пронин М. В., Семенов М. А. -Опубл. 07.05.82, Бюл. № 17.

240. А.с. 930544 СССР, МКИ Н 02 Р 3/22. Электропривод / Пронин М. В., Семенов М. А. -Опубл. 23.05.82, Бюл. № 19.

241. А.с. 930545 СССР, МКИ Н 02 Р 2/22. Электропривод / Пронин М. В., Семенов М. А. -Опубл. 23.05.82, Бюл. № 19.

242. А.с. 938353 СССР, МКИ Н 02 Р 3/22. Частотно-управляемый электропривод/Пронин М.В.,Семенов М.А. -Опубл.23.06.82,Бюл.№23.

243. А.с. 983950 СССР, МКИ Н 02 Р 2/12. Электропривод / Пронин М. В., Семенов М. А. -Опубл. 23.12.82, Бюл. № 47.

244. А.с. 1515257 СССР, МКИ Н 02 J 3/38. Силовая энергетическая установка / Мясников Н. И., Пронин М. В., Родштейн JI. А., Семенов М. А. -Опубл. 15.10.89, Бюл. № 38.

245. А.с. 1561184 СССР, МКИ Н 02 Р 7/42. Электропривод переменного тока / Мясников Н. И., Пронин М. В., Родштейн JI. А., Семенов М. А. -Опубл. 30.04.90, Бюл. № 16.

246. А.с. 1614090 СССР, МКИ Н 02 Р 7/74. Электропривод для гребного вала / Мясников Н. И., Пронин М. В., Родштейн JI. А., Семенов М. А. -Опубл. 15.12.90, Бюл. № 46.щжонер филиала "Электросила1fiomiie машины"лЖ1. Щ\Н. Д. Пинчук1. Шз 2006 г.

247. В филиале "Электросила" используются следующие результаты диссертационной работы Пронина М. В.:

248. Предложенная в диссертации методология моделирования систем по взаимосвязанным подсистемам используется для построения новых компьютерных моделей.

249. Разработанный и описанный в диссертации комплекс математических и компьютерных моделей систем с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями используется для выполнения расчетов, для анализа и синтеза систем.

250. Предложенная и описанная в диссертации система наладки блоков управления, построенная на применении компьютерных моделей, используется при выполнении пус-коналадочных работ.

251. Результаты анализа и синтеза систем с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями используются при выполнении проектных работ.