автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Трехфазный автономный источник электропитания стабильной частоты

004697372

ДУБРОВСКИЙ ИГОРЬ НИКОЛАЕВИЧ

ТРЕХФАЗНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 2 ИЮЛ 2010

Комсомольск-на-Амуре 2010

004607372

Работа выполнена в ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» на кафедре электромеханики

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Кузьмин Вячеслав Матвеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Соловьев Вячеслав Алексеевич

кандидат технических наук Пяталов Александр Васильевич

Ведущая организация: Всероссийский

н ауч но-исследовательский конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО « ВНИ1СТИ») г. Коломна

Защита диссертации состоится «08» июля 2010 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.092.04 в ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» по адресу: 681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина д.27, ауд.201-3, email: kem@knastu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

Автореферат разослан « 05 » июня 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

В.И. Суздорф

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие современных технологий характеризуется широким распространением автономных объектов, способных решать различные производственные задачи при разнообразных условиях эксплуатации. Как правило, подобные объекты оснащаются автономными системами электроснабжения.

Автономные источники переменного тока стабильной частоты находят всё большее применение на подвижных объектах различного назначения и специальных установках, для которых важной задачей является получение напряжения стабильной частоты при переменной скорости вращения вала приводного двигателя. Области применения таких источников охватывают авиационные энергосистемы, в которых привод генераторов осуществляется, как правило, от авиадвигателей, скорость вращения которых может изменяться в широком диапазоне и зависит от типа самолета и режима полета. Такие источники используются на самоходных и транспортных машинах приводимые во вращение от основной силовой установки, генераторы, приводимые во вращение от ветродвигателей, генераторы пассажирских поездов на тепловой тяге, речных и морских судов, строительных и автодорожных машин, и др.

Для всех этих систем характерна переменная скорость вращения генератора, определяемая режимом работы основной силовой установки. Диапазон изменения скорости может быть 1: 4, а иногда и более.

Современные автономные установки представляют собой сложную иерархическую структуру, состоящую из большого числа подсистем и комплексов, значительная часть которых характеризуется высокой степенью автоматизации.

Применение переменного тока стабильной частоты, как основного вида питания потребителей дает ряд существенных преимуществ в отношении веса и надежности всей энергосистемы. В связи с этим требуется не только поддерживать постоянное напряжение, но и стабилизировать частоту при изменяющейся скорости вращения приводного двигателя.

В связи с этим становится целесообразным применение источников электропитания переменного тока стабильной частоты на основе машинно-вентильных систем с улучшенными свойствами.

Известно большое количество различных устройств, предназначенных для стабилизации скорости вращения генератора при переменной скорости приводного двигателя. Все эти устройства независимо от их конструктивного выполнения, составляют единый класс так называемых приводов постоянной скорости (ППС). В автономных системах с ППС получение стабильной частоты достигается путём воздействия на механическую часть установки. ППС является достаточно сложной системой, его

применение ограничено громоздкостью, сложностью изготовления, низким быстродействием и надёжностью.

В настоящее время уделяется внимание автономным энергоблокам с синхронными генераторами и коллекторными машинами, но такие системы не в полной мере удовлетворяют все возрастающим требованиям к качеству и надежности, к сроку службы, статическим и динамическим показателям автономной системе электроснабжения.

Из числа возможных систем электроснабжения стабильной частоты особое значение имеют машинно-вентильные системы. Вопросами разработки, расчета, конструирования и исследования различных вариантов таких систем посвящено значительное количество работ. Хорошо известны в этой области работы А. И. Бертинова, И. Я. Бернштейна, Д. Э. Брускина, М. М. Ботвинника, Ю. М. Быкова, И. П. Исаева, Ю. М. Инькова, М.М. Красношапки, Ш. С. Ройза, Г. А. Сипайлова, А. Б. Цукублина, Г.С. Мыцыка, В. М. Кузьмина, В.И. Радина, R. L. Witzke, J.V. Kresser, Н. J. Allison, R. Ramakumar, L.J. Stratton, W. L. Hughes, и др.

К числу наиболее перспективных машинно-вентильных систем стабильной частоты относятся источники с предварительным формированием кривой напряжения в электромашинном генераторе и прямоугольном законом управления преобразователем частоты. Такие источники стабильной частоты имеют несколько усложненную схему электромашинной части, но исследователи отмечают простую схему управления вентильным преобразователем, высокое качество выходного напряжения и динамические показатели.

В связи с вышеизложенным возникает необходимость разработки новых типов автономных машинно-вентильных источников стабильной частоты, обеспечивающих высокое качество выходного напряжения при минимальных размерах и массе системы электроснабжения.

Целыо работы является разработка и исследование трехфазного автономного источника электропитания стабильной частоты для автономных систем электроснабжения.

Методика исследования. Научные исследования в диссертационной работе основывались на применении методов теории электромеханического преобразования энергии, теории дифференциальных уравнений, теории автоматического управления. При решении задач исследования динамических режимов систем,, определения структуры и параметров предложенных моделей использовались методы цифрового моделирования, на основе пакета Matlab/SimPowerSystems. Экспериментальные исследования проводились на изготовленных автором макетных образцах.

Научная новизна работы заключается в следующем: — разработано новое техническое решение построения трехфазного источника напряжения стабильной частоты для автономных систем энерго-

снабжения, обеспечивающее высокое качество выходного напряжения в широком диапазоне изменения частоты вращения приводного вала; создана математическая модель источника, описывающая многообмоточную, многофазную машину, учитывающая особенности работы вентильного преобразователя, как в однофазном, так и в трехфазном режимах работы;

проведены теоретические и экспериментальные исследования трехфазного автономного источника стабильной частоты; в результате теоретических исследований выработаны новые рекомендации по проектированию трехфазных машинно-вентильных автономных источников энергоснабжения стабильной частоты.

Основные положения, выносимые на защиту: новое техническое решение построения автономного источника переменного напряжения стабильной частоты;

математическая модель автономного источника переменного напряжения стабильной частоты на основе использования интегрированной программной среды Ма11аЬ;

результаты теоретических исследований автономного источника; макетный образец трехфазного автономного источника электропитания стабильной частоты;

результаты экспериментальных исследований макетных образцов.

Практическая ценность работы: разработано и исследовано новое техническое решение автономного источника электроснабжения стабильной частоты обеспечивающее высокое качество выходного напряжения и высокие эксплуатационные показатели;

разработаны рекомендации по выбору параметров генератора, при которых автономный источник имеет высокие технико-экономические показатели и высокое качество выходного напряжения; разработана математическая модель, учитывающая особенности источников электроснабжения данного типа и позволяющая исследовать работу источника в различных режимах;

предложены и реализованы схемы статорных и роторных совмещенных обмоток генератора;

создан и испытан макетный образец источника для проведения экспериментальных исследований режимов работы трехфазного машинно-вентильного источника с электромашинным формированием кривой выходного напряжения;

определены соотношения между токами, напряжениями и мощностями в отдельных элементах системы и основные величины характеризующих работу источника, которые могут быть использованы в качестве исходной базы для расчета и проектирования источников с электромашинным формированием выходного напряжения генератора;

Реализация работы осуществлена в рамках научного направления кафедры электромеханики ГОУВПО «КнАГТУ», «Разработка и исследование систем децентрализованного энергообеспечения на основе нетрадиционных электромеханических преобразователен энергии». Результаты работы переданы в форме технической документации и методик расчетов на ЗАО «Электротехника-БирЗСТ», г. Биробиджан для использования при разработке, проектирования и подготовки производства новых типов изделий. Результаты работы внедрены в учебный процесс на электротехническом факультете КнАГТУ по направлению 140601 - «Электромеханика».

Апробация работы. Основное содержание и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы управления техническими, информационными, социально-экономическими и транспортными системами» (г. Санкт-Петербург, 2007г.); всероссийской научно-технической конференции «Новые технологии и материалы. Инновации и инвестиции в промышленности Дальнего Востока» (г. Комсомольск-на-Амуре 2007г.); научно-технических конференциях аспирантов и студентов КнАГТУ (2007-2008г.).

Публикации. По результатам исследований, отраженных в диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе три в изданиях рекомендованных ВАК, а так же патент РФ на полезную модель.

Объем н структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 193 страницах машинописного текста, списка литературы из 130 наименований и 2 приложений. В работе содержится 161 рисунок, 14 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, дана общая характеристика работы, сформулированы цель и намечен круг решаемых задач, приведены основные положения и результаты, выносимые на защиту, отмечена их новизна и практическая значимость. Приведены сведения о внедрении результатов, апробации работы и публикациях.

В первой главе проведен критический анализ существующих автономных источников переменного тока стабильной частоты. Приводится описание новой схемы трехфазного автономного источника электропитания стабильной частоты. Проведен обзор методов исследования автономных источников стабильной частоты с электромашинным формированием кривой выходного напряжения.

Установлено, что одним из наиболее надежных и перспективных источников является источник с формированием кривой выходного напряжения путем сложения ЭДС близких частот, выполненный на основе двух асинхронных машин (рис.1) установленных на одном валу и расположен-

ных в одном корпусе. Роторные обмотки машин составляющие генератор подключены к роторной обмотке асинхронного возбудителя (АВ) таким образом, что одна ш них работает в режиме электромагнитного тормоза (ЭМТ), а другая - в режиме асинхронного генератора (АГ). Статорная обмотка ЭМТ выполнена в виде обычной трехфазной обмотки. На статоре АГ расположено три идентичных трехфазных обмотки, уложенных в одни и те же пазы. Выводы выходной обмотки ЭМТ подключены к нулевым точкам статорных обмоток АГ. Статорная обмотка асинхронного возбудителя, который установлен на одном валу с АГ и ЭМТ подключена к нагрузке через фазосдвигающее устройство (ФСУ).

Рис. 1. Трехфазный автономный источник стабильной частоты на основе двух асинхронных машин с асинхронным возбудителем.

Устройство работает следующим образом. При питании обмотки АВ от ФСУ переменным током стабильной частоты Щ и вращении вала с угловой частотой &>], в роторной обмотке возбудителя наводится ЭДС, изменяющаяся с угловой частотой

<ов =ау>,+ю0,

где - число пар полюсов обмотки возбудителя.

Нагрузкой для роторной обмотки возбудителя являются роторные обмотки АГ и ЭМТ. В статорных обмотках этих машин наводятся ЭДС с угловыми частотами

Ю2 = (д{(р2 ~рх)-й)й,

(У, =й>,(р3 + р,) + й>0,

где Р2 и -число пар полюсов АГ и ЭМТ, соответственно.

Схема электромашиной части источника, приведенная на рис. 1 позволяет получить три системы трехфазных напряжений с изменяющейся амплитудой и сдвигом огибающей каждой системы на треть периода. Осуществив с помощью силового коммутатора (СК) выделение огибающих напряжений генератора, можно получить трехфазное напряжение, близкое к синусоидальному, частота выходного напряжения при этом будет равна частоте переменного тока возбуждения.

Частота биений выходного напряжения электромашинного генератора определяется следующим образом

0)Б =(Оъ-С02 =<У,(2рх +ръ -р2) + 2<У0,тогда

2рхЛ-ръ=рт (1)

Достоинством предложенного устройства является совмещение в одном магнитопроводе машин различной полюсности, что позволяет обеспечить отсутствие скользящих контактов и повысить надежность системы.

Наличие фазосдвигающего устройства позволяет синхронизировать выходное напряжение источника с напряжением возбуждения, а также создать условия для самовозбуждения генератора и, следовательно, исключить из схемы дополнительный источник тока возбуждения стабильной частоты.

Все три машины, составляющие генератор могут быть совмещены как по магнитным, так и по электрическим цепям. Это существенно упрощает конструкцию, улучшает массогабаритные показатели и повышает надежность устройства в целом.

Предложенная схема трехфазного автономного источника электропитания позволяет генерировать четыре системы переменных напряжений:

1. трехфазная система синусоидальных напряжений с частотой й>о, не зависящей от скорости вращения вала;

2. трехфазная система синусоидальных напряжений с переменной частотой СО 1 - Щ, зависящей от скорости вращения вала;

3. трехфазная система синусоидальных напряжений с переменной частотой СО) + С0о, зависящей от скорости вращения вала;

4. система модулированных напряжений с переменной несущей частотой со 1, зависящей от скорости вращения вала и стабильной частотой огибающей ©о, не зависящей от скорости вращения вала генератора.

В результате подробного обзора методов исследования автономного источника было установлено, что для исследования электромагнитных процессов машинно-вентильного источника питающего непосредственный преобразователь частоты (НПЧ), целесообразно пользоваться численными

методами моделирования, представленными в пакете программ Matlab 7, то есть использовать прикладную программу Simulink с основными блоками библиотеки так и библиотек)' SimPowerSystems.

Во второй главе разработана математическая модель многофазной, многообмоточной машины, процессы в которой характеризуются системой линейных и нелинейных дифференциальных и алгебраических уравнений. В систему входят уравнения учитывающие особенности работы электромашинной части автономного источника, НПЧ и систему его управления.

Рассмотрены особенности моделирования автономного источника электропитания стабильной частоты в пакете Matlab/Simulink.

Для моделирования преобразователя использовался блок универсального моста (Universal Bridge), находящийся в библиотеке Power Electronics.

Асинхронный возбудитель моделировался в генераторном режиме с помощью блока Asynchronous Machine, находящийся в пакете SimPowerSystems в ортогональной системе координат d, q вращающейся с произвольной скоростью.

Силовая электромашинная часть автономного источника представлена на рис.2, по которой можно составить систему уравнений (2), записанную в комплексной символической форме.

В данной системе уравнений, напряжение и ток статора записаны как результирующая комплексная функция в собственной комплексной плоскости а, Р, а напряжения и токи роторов как результирующая комплексная функция в собственной комплексной плоскости d, q. Такая форма представления системы уравнений значительно облегчает исследование переходных процессов, позволяет уменьшить число уравнений и исключить периодических коэффициентов в них, а так же увеличить скорость вычисления методами численного моделирования в Matlab/SimPowerSystems путем создания собственного блока (подсистемы) реализуя возможности Simulink.

Рис.2.Электрическая схема для описания электромагнитных процессов силовой электромашинной части автономного источника.

ООО

И(ш ш А

'п[«.Л ГЦа.Р)) {~,ЛГ*ЭМТ "7 Iт)АГ , пЭМГч.

■--^-= иЧа.Р) "Л«../»^, Л

_ Г/ЗМГ _ пэлггТэмг .

С^^аг „АГ^Г

I,

. 2 Ка.Д) Г Ка.Д) '2|" Ш.д) 2_Г .

их.)2

2<<Л,)

Г 2(4,д) 12"

т АГ т АГ т АГ т ЭМТ _ т АГ т Э.КГГ / , .г \

Ь2 Ь, -I, ЬПт-Щ1„)

АГ _ „34(7-,

(2)

э«г г ЛГ ЛЧ*"' - )

Т АГ г АГ , т АГ т ЭМТ г АГ т ЗШ _ / - ,г

г^ил?+ьг ь? - а-)) - „+„) х

2{</,д) ' 2_' * ' чг |(а,/;) Ког.^)

т ЭЛ/Г ( г АГ т АГ т АГ т ЭМТ _ г АГ т ЭМТ _ / . ,г \2\

X й"^3"7' ТАГ + Ш*Г гЭМТетрЛГ - РЭШ') ТАГ

.1; _¿ТЫ

г Э.\(Г С г АГ г АГ Т АГ г Э.КГГ ._ г АГ т ЭЛ/Г / , ,г Л

2 (¿2 ¿1 А А ~Щ2Гт) )

Здесь Щ^р^к^рЛ^гш^г^)) " результирующая комплексная

функция потокосцепления статора (ротора) АГ и ЭМТ;

?) > 2((/,9)) - результирующая комплексная функция напряжения статора (ротора) АГ и ЭМТ; ,7^)- комплексная функ-

ция тока статора (ротора) АГ и ЭМТ; , /?|3,'"гг (У?,"^, )-активное

сопротивление обмоток статора (ротора) АГ и ЭМТ; Ц' (ЬЛ2Г,ЬЭ2>ГГ)-индуктивность фаз статора (ротора) АГ и ЭМТ; Ц[„Х^ы) " главная взаимная индуктивность между фазой статора и фазами ротора АГ (ЭМТ); рлг(рэш) - число пар полюсов АГ (ЭМТ); у - угол поворота ротора генератора.

В связи с невозможностью создания математической модели с использованием стандартных библиотек Ма11аЬ было разработано математическое описание и блок (подсистема) моделирующий работу машинно-вентильного источника, который можно соединять со стандартными блоками пакета 8нпРо\¥ег8уз1етз, например с преобразователем частоты.

Математическая модель трехфазного автономного источника стабильной частоты (рис.3) реализована для трех электромашинных генераторов с асинхронными возбудителями и трех силовых коммутаторов.

Рис.3. Схемная реализация трехфазного автономного источника стабильной частоты в среде МаОаЬ.

Сдвиг фаз между фазными напряжениями нагрузки на 2л/3 обеспечивается пространственным сдвигом между последовательно соединенными обмотками, подключенными к различным фазам нагрузки. Исследования проводились для номинальной нагрузки при cos р„=1-Ю,6.

Предложенная математическая модель трехфазного автономного источника позволяет исследовать переходные и установившиеся процессы с использованием программного продукта Matlab/SimPowerSystems численными методами моделирования.

В третьей главе приведены результаты исследований трехфазного автономного источника стабильной частоты на основе разработанной математической модели. Исследованы электромагнитные процессы в источнике при работе на несимметричную нагрузку в однофазном режиме работы вентильного преобразователя, проведены исследования при работе на трехфазную симметричную нагрузку. Выполнен гармонический анализ выходного напряжения и тока нагрузки в среде Matlab/Powergui.

При исследовании нагрузка принималась номинальной по величине и изменялась от cos <ри =0,6 (индуктивный) до cos =1. Осциллограммы снимались для разных соотношений напряжений, a=U\/Ui машин составляющих генератор.

В результате проведенных исследований установлено, что при работе одной фазы вентильного преобразователя даже при установившемся процессе в нагрузке НПЧ, генератор и преобразователь работают в периодически повторяющихся переходных режимах, обусловленных как коммутационным действием вентильного преобразователя, так и плавным изменением амплитуды выходного напряжения генератора.

Выходное напряжение преобразователя частоты образуется из участков соответствующих мгновенным значениям напряжения генератора за время работы отдельных вентилей. Часть периода выходного напряжения, вентильный мост работает в инверторном режиме. Вследствие периодического изменения амплитуды выходного напряжения генератора будет меняться величина фазного тока и коэффициента мощности электромашинного генератора, а так же периодически изменяются режимы работы преобразователя.

Электромагнитные процессы в электромашинном генераторе, работающем на трехфазный вентильный преобразователь, существенно отличается от процессов в генераторе однофазного источника.

Токи в одноименных обмотках, уложенных в одни и те же пазы электрических машин генератора, сдвинуты по отношению друг к другу на 2я/3 по частоте выходного напряжения. Амплитуда первых гармонических этих токов определяется мгновенным значением тока в той фазе нагрузки, на которую данная обмотка работает. Результирующая намагничивающая сила в машинах генератора определяется суммарным действием токов обмоток, лежащих в одних пазах.

На рис. 4-13 представлены осциллограммы изменения токов и напряжений трехфазного машинно-вентильного источника при работе на трехфазную симметричную нагрузку. В результате проведенных исследований выявлено, что суммарный (эквивалентный) ток машин генератора искажен незначительно. В спектре эквивалентного тока отсутствует низкочастотная составляющая, а частота его первой гармонической равна частоте ЭДС машины, по обмоткам которой он протекает. В инверторном режиме работы одной из фаз преобразователя мощность, передаваемая из нагрузки в генератор, потребляется другими фазами преобразователя, работающими в выпрямительном режиме. Это позволяет сделать вывод о том, что трехфазная нагрузка машинно-вентильного источника более статична для электромашинного генератора, чем однофазная, а электрические машины генератора работают независимо друг от друга на нагрузку, параметры которой определяются особенностями работы вентильного преобразователя и углами сдвига фаз между основными гармоническими фазных напряжений и эквивалентных токов электрических машин.

Рис.4. Напряжение на трехфазной Рис.5. Токи трехфазной нагрузки, нагрузке, cos <р= 1, л=3000об/мин, cos <р= 1, и=3000об/мин,

Рн=21,3 кВт, а=0,8. Рн=21,3 кВт, а=0,8.

Рис.б. Напряжение на нагрузке Рис.7. Фазный ток

фазы, cos р=1, и=3000об/мин, cos <р=1, «=3000об/мин,

Р„=21,3 кВт, а=0,8. Р„=21,3 кВт, а=0,8.

Рис.8. Линейное напряжение на входе Рис.9. Токи в статорной цепи, НГГЧ, а=0,8,cos <р=\, и=3000об/мин. й=0,8, cos <р= 1, и=3000об/мин.

Рис.10. Напряжение на трехфазной Рис.11. Токи трехфазной нагрузки, нагрузке, cos ^=0,8, и=3000об/мин, cos q>=0,8, и=3000об/мин,

P„=15,3 кВт, <¡=0,8. Р„=15,3 кВт, <з=0,8.

Рис.12. Напряжение нагрузки фазы, cos <z>=0,8, я=3000об/мин, Р„=15,3 кВт, о=0,8.

Рис.13. Фазный ток, cos <р=0,8, л=3000об/мин, Р„=15,3 кВт, а=0,8.

Анализ результатов моделирования показал, что модуляционные процессы в электромашинном генераторе отсутствуют при установившейся трехфазной нагрузке НПЧ, а параметры эквивалентной нагрузки электромашинного генератора изменяются только во время переходного процесса. Активно-индуктивная нагрузка для машин, работающей в режиме АГ носит активно-емкостной характер, а для ЭМТ активно-индуктивный. Для получения высокого качества выходного напряжения при работе на активно - индуктивную нагрузку необходимо выбирать cos в пределах 1-Ю,8.

Внешние характеристики, для трехфазного автономного источника рассчитанные с использованием среды Matlab представлены на рис. 14. При активной нагрузке изменение напряжения определяется в основном падением напряжения в обмотках статора генератора (размагничивающее действие реакции якоря незначительно).

При индуктивной нагрузке напряжение генератора падает быстрее вследствие размагничивающего действия реакции якоря.

На рис.15,16 показаны осциллограммы напряжения и тока нагрузки фазы при cos <р—0,8. В результате преобразований Фурье получены гистограммы амплитуд гармоник.

В результате проведенного гармонического анализа токов и напряжений на нагрузке трехфазного автономного источника стабильной частоты установлено, что напряжения и токи при трехфазной симметричной нагрузке имеют относительно высокое качество формы.

-Signal to analyze-——----.-.--——

@ OtspKy sdedttf aand Ot>spijyFFTvmi.. Selected signal: 4 cycles. FFT window (in red): 1 cychs

0.03 0.Ш 0.05 O.OB 0.07

Time (s)

0.08 0.09

Fundaments! pjtfl=3W.2 ,THD= 17.13*

£2

■ И

4 5

Рис.15. Гармонический состав напряжения на трехфазной нагрузке автономного источника cos ^>=0,8.

р Signal to analyze------------------'------------------------------

> Display select«/ signal ~ L^'^ytFT Selected signal: 5 cycles. FFT window (in red): ' cycles

100

0.01 0 02 0.03 0.04 0.05 0.0S 0.07 0.08 009 Time (s)

FFT analysis

Fundsmenlal (SOHz)" 1333 .THD= t.93%

«ЛЛ

8 10 О

Hatmoric cider

U 16 18 Я

Рис. 16. Гармонический состав тока трехфазной нагрузки автономного источника cos <р=0,8.

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям, проведенным для проверки теоретических выводов и оценки адекватности компьютерных моделей, приведенных в данной работе.

Для экспериментальных исследований режимов работы трехфазного машинно-вентильного источника по заданным геометрическим размерам магнитопроводов статора и фазного ротора асинхронной машины была спроектирована и изготовлена его физическая модель с совмещением в одном корпусе АГ и ЭМТ.

Экспериментальная установка (рис. 17) состоит из приводного двигателя с пусковым устройством, электромашинного генератора, трехфазного источника напряжения фиксированной частоты. Коммутация обмоток электрических машин составляющих генератор производилась на изготовленном стенде (рис.18). В схему стенда включены нагрузочные реостаты, силовые коммутаторы и электроизмерительные приборы. Действующее значение токов и напряжений электромашинного генератора измерялись с помощью измерительных комплектов К-505 и К-50, частота токов и напряжений определялись с помощью цифровых мультиметров. Для визуального наблюдения и осциллографирования использовался двухлучевой осциллограф. В качестве датчика частоты вращения электрических машин использовался оптический тахометр.

Для определения соотношений между токами, напряжениями и мощностями необходимых для расчета и проектирования электромашинных генераторов был изготовлен макетный образец на основе двух электрических машин.

Рис. 17. Экспериментальная Рис. 18. Стенд для

установка. экспериментальной установки.

В процессе эксперимента были проведены исследования источника при работе на однофазную и на трехфазную симметричную нагрузку, как на макетном образце, так и на базе лабораторного оборудования.

В результате проведенных исследований установлено что, при работе источника на однофазную нагрузку токи и напряжения статорных обмоток генератора модулированы частотой тока нагрузки. Генератор работает в периодически повторяющихся переходных режимах, обусловленных

как коммутационным действием вентильного преобразователя, так и плавным изменением амплитуды выходного напряжения генератора. Результаты исследований токов и напряжений (рис. 21) хорошо согласуются с результатами экспериментальных исследований.

Рис.19. Осциллограммы выходного напряжения ин на нагрузке и тока /г статорной цепи при а= 0,6.

Анализ формы кривых токов и напряжений (рис.22) полученных при работе источника на трехфазную симметричную нагрузку показывает, что эквивалентные токи и фазные напряжения машин практически синусоидальны. Искажение формы напряжений машин, составляющих генератор, обусловлено только коммутационными процессами в вентильном преобразователе.

Рис.20. Эквивалентные токи и фазные напряжения машин АГ и ЭМТ.

Снятые экспериментально формы токов и напряжений трехфазного источника достаточно хорошо совпадают с аналогичными, полученные путем моделирования в среде Ма11аЬ,что подтверждает адекватность разработанных моделей.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. При создании трехфазных автономных источников электропитания стабильной частоты, обеспечивающих высокое качество выходного напряжения в широком диапазоне изменения частоты вращения вала целесообразно применение электромашинных генераторов с формированием кривой выходного напряжения путем сложения ЭДС близких частот;

2. Предложено новое техническое решение трехфазного источника напряжения стабильной частоты для автономных систем энергоснабжения, обеспечивающее высокое качество выходного напряжения в широком диапазоне изменения частоты вращения приводного вала.

3. Разработана математическая модель источника, описывающая многообмоточную, многофазную машину, учитывающая особенности работы вентильного преобразователя как в однофазном, так и в трехфазном режимах.

4. проведены теоретические и экспериментальные исследования трехфазного автономного источника стабильной частоты.

5. В результате теоретических исследований выработаны новые рекомендации по проектированию трехфазных машинно-вентильных автономных источников энергоснабжения стабильной частоты.

6.Установлено, что наиболее существенное влияние на величину «низкочастотной» модуляции магнитного потока реакции якоря в машинах, составляющих генератор оказывают их параметры степень несимметрии, величина и характер нагрузки НПЧ, а так же глубина модуляции ЭДС холостого хода.

7.При работе автономного источника на симметричную нагрузку, эквивалентный ток машин, работающей в режиме ЭМТ отстает от напряжения на угол <рн + <ржп, а в машине работающей в режиме АГ-опережает напряжение на угол (р„ - (рж„.

8. Результаты экспериментальных исследований хорошо согласуются с теоретическими положениями, сформулированными на основе результатов математического моделирования, свидетельствующие об адекватности разработанной математической модели автономного источника электроснабжения стабильной частоты, как в количественном, так и в качественном отношении.

Автор выражает благодарность и признательность кандидату технических наук Гнедину Павлу Александровичу за ряд ценных советов и помощь в работе.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

В рецензируемых журналах из списка ВАК

1. Дубровский И.Н., Кузьмин В.М. Автономный источник переменного напряжения стабильной частоты на основе двухмашинного совмещенного генератора // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2007. № 3 (26). Вып. 1. 121-127 с.

2. Кузьмин В.М., Костюченко В.И., Дубровский И.Н. Электронагреватель трансформаторного типа и возможность использования источника стабильной частоты для автономных энергосистем // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. 2008. № 4.

3. Кузьмин В.М., Дубровский И.Н. Автономный источник переменного напряжения стабильной частоты на основе двухмашинного совмещённого генератора // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2009. № 2.

В других изданиях

1. Дубровский И.Н., Кузьмин В.М. Автономный источник электропитания на основе двухмашинного совмещенного генератора // Научно-техническое творчество аспирантов и студентов. Материалы докл. 37 научно-технической конференции аспирантов и студентов 3-17 апреля 2007 г. 4.1. / Редкол. А.И. Евстигнеев и др.- Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2007. 54-55 с.

2. Дубровский И.Н., Кузьмин В.М. Экспериментальные исследования источника переменного напряжения стабильной частоты // Новые технологии и материалы. Инновации и инвестиции в промышленности Дальнего Востока. Материалы докладов Всероссийской научно-технической конференции 15-19 октября 2007 г. 4.1 / Редкол. A.M. Шпилев и др.- Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2007.91-93 с.

3. Дубровский И.Н., Кузьмин В.М. Экспериментальная установка для исследования трехфазного машинно-вентильного источника стабильной частоты // Научно-техническое творчество аспирантов и студентов. Материалы докл. 38 научно-технической конференции аспирантов и студентов 3-17 апреля 2008 г. 4.2. / Редкол. A.M. Шпилев и др.-Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2008. 30-31 с.

4. Киница О.И., Дубровский И.Н. Автономный источник трёхфазного напряжения стабильной частоты на основе модуляционного вентильного генератора // Актуальные проблемы управления транспортными и техническими системами: сб. тр. II Всероссийской науч-практ. конф. студентов, аспирантов, молодых ученых и преподавателей «Актуальные проблемы управления техническими, информационными, социально-экономическими и транспортными

системами »13-15 ноября 2007 г. Санкт-Петербург / под общ. ред. д-ра экон. наук, профессора Н.В. Афанасьевой - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2008.112-118 с.

5. Дубровский И.Н., Гнедин П.А., Кузьмин В.М. Математическое моделирование автономного источника электропитания на основе двухмашинного совмещенного генератора // Вестник Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» (ГОУВПО «КнАГТУ). 2009. Вып. 13. Ч. 1. 220-224 с.

6. Гнедин П.А., Дубровский И.Н. Математическое описание асинхронной машины в комплексных величинах // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Науки о природе и технике. 2010. № 1.

7. Патент на полезную модель № 82076 МПК Н 02М 5/48, Н02К 29/00. Машино-вентильный источник трехфазного напряжения стабильной частоты / В.М. Кузьмин, И.Н. Дубровский, А.И. Якушкин (Россия).- № 2008120578/22; заявл. 23.05.2008; опубл. 10.04.2009, Бюл. № I0.-2 с.

Подписано в печать 01.06.2010. Формат 60 х 84 1/16. Бумага писчая. Ризограф Р113950ЕР-а. Усл. печ. л. 1,4. Уч. - изд. л. 1,35. Тираж 100. Заказ 23326

Отпечатано в полиграфической лаборатории Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» 681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина,27.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

АВТОНОМНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА СТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ И РАЗРАБОТКА

НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ.

1.1. Обзор автономных источников стабильной частоты.

1.2. Источники с электромашинным формированием кривой выходного напряжения путем сложения ЭДС близких частот в электромашинном генераторе.

1.3. Автономные источники трехфазного напряжения стабильной частоты с электромашинным формированием кривой выходного напряжения.

1.4. Обзор методов исследования автономных источников стабильной частоты с электромашинным формированием кривой выходного напряжения.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

АВТОНОМНОГО ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ НА ОСНОВЕ МАШИННО-ВЕНТИЛЬНЫХ СИСТЕМ И РЕЗУЛЬТАТЫ

МОДЕЛИРОВАНИЯ.

2.1. Особенности моделирования автономного источника электропитания стабильной частоты в пакете Matlab/Simulink.

2.2. Математическая модель однофазного машинно-вентильного источника стабильной частоты.

2.3. Математическая модель трехфазного машинно-вентильного источника стабильной частоты.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ АВТОНОМНОГО

ИСТОЧНИКА И РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ЕГО ПРИМЕНЕНИЮ.

3.1. Переходные процессы в машинно-вентильном источнике стабильной частоты.

3.2. Энергетические соотношения в трехфазном автономном источнике стабильной частоты.

3.3. Определение гармонического состава выходного напряжения и токов на нагрузке машинно-вентильного источника.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МАШИННО-ВЕНТИЛЬНОГО ИСТОЧНИКА СТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ С ЭЛЕКТРОМАШИННЫМ ФОРМИРОВАНИЕМ КРИВОЙ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ.

4.1. Проектирование и изготовление трехфазного машинно-вентильного источника стабильной частоты с электромашинным формированием кривой выходного напряжения.

4.2. Описание экспериментальной установки.

4.3. Экспериментальные исследования автономного источника однофазного напряжения стабильной частоты на основе двухмашинного совмещенного генератора.

4.4. Экспериментальные исследования трехфазного машинно-вентильного источника стабильной частоты при однофазной нагрузке силового коммутатора.

4.5. Экспериментальные исследования трехфазного машинно-вентильного источника стабильной частоты при работе на симметричную нагрузку.

ВЫВОДЫ.

Актуальность темы. Проблема получения переменного тока стабильной и регулируемой частоты в автономных системах электропитания, работающих при переменных частотах вращения первичного двигателя является актуальной задачей в электроснабжении.

Автономные источники переменного тока стабильной частоты находят всё большее применение на подвижных объектах различного назначения и специальных установках (транспортных и самоходных машинах, самолетах, судах, на ветроэлектростанциях и т. п.). Наряду с расширением номенклатуры этих объектов в последнее время отмечается увеличение мощности систем электропитания и количества потребителей переменного тока. В связи с этим становится целесообразным применение источников электропитания переменного тока стабильной частоты на основе машинно-вентильных систем с улучшенными свойствами.

Известно большое количество различных устройств, предназначенных для стабилизации скорости вращения генератора при переменной скорости приводного двигателя. Все эти устройства независимо от их конструктивного выполнения, составляют единый класс так называемых приводов постоянной скорости (ППС). В автономных системах с ППС получение стабильной частоты достигается путём воздействия на механическую часть установки. ППС является достаточно сложной системой, его применение ограничено громоздкостью, сложностью изготовления, низким быстродействием и надёжностью.

В настоящее время уделяется внимание автономным энергоблокам с синхронными генераторами и коллекторными машинами, но такие системы не в полной мере удовлетворяют все возрастающим требованиям к качеству и надежности, к сроку службы, статическим и динамическим показателям автономной системе электроснабжения.

Из числа возможных систем электроснабжения стабильной частоты особое значение имеют машинно-вентильные системы [1-8,83]. Вопросами разработки, расчета, конструирования и исследования различных вариантов таких систем посвящено значительное количество работ. Хорошо известны в этой 4 области работы А. И. Бертинова, И. Я. Бернштейна, Д. Э. Брускина, М. М. Ботвинника, Ю. М. Быкова, И. П. Исаева, Ю. М. Инькова, М.М. Красношапки, Ш. С. Ройза, Г. А. Сипайлова, А. Б. Цукублина, Г.С. Мыцыка, В. М. Кузьмина, В.И. Радина, R. L. Witzke, J.V. Kresser, Н. J. Allison, R. Ratnakumar, L J. Stratton, W. L. Hughes, и др.

К числу наиболее перспективных машинно-вентильных систем стабильной частоты относятся источники с предварительным формированием кривой напряжения в электромашинном генераторе и прямоугольном законом управления преобразователем частоты. Такие источники стабильной частоты имеют несколько усложненную схему электромашинной части, но исследователи отмечают простую схему управления вентильным преобразователем, высокое качество выходного напряжения и динамические показатели.

В связи с вышеизложенным возникает необходимость разработки новых типов автономных машинно-вентильных источников стабильной частоты, обеспечивающих высокое качество выходного напряжения при минимальных размерах и массе системы электроснабжения.

Целью работы является разработка и исследование трехфазного автономного источника электропитания стабильной частоты для автономных систем электроснабжения.

Методика исследования. Научные исследования в диссертационной работе основывались на применении методов теории электромеханического преобразования энергии, теории дифференциальных уравнений, теории автоматического управления. При решении задач исследования динамических режимов систем, определения структуры и параметров предложенных моделей использовались методы цифрового моделирования, на основе пакета Matlab/SimPowerSystems. Экспериментальные исследования проводились на изготовленных автором макетных образцах.

Научная новизна работы заключается в следующем: — разработано новое техническое решение построения трехфазного источника напряжения стабильной частоты для автономных систем энергоснабжения, обеспечивающее высокое качество выходного напряжения в широком диапазоне изменения частоты вращения приводного вала; создана математическая модель источника, описывающая многообмоточную, многофазную машину, учитывающая особенности работы вентильного преобразователя, как в однофазном, так и в трехфазном режимах работы; проведены теоретические и экспериментальные исследования трехфазного автономного источника стабильной частоты; в результате теоретических исследований выработаны новые рекомендации по проектированию трехфазных машинно-вентильных автономных источников энергоснабжения стабильной частоты. Основные положения, выносимые на защиту: новое техническое решение построения автономного источника переменного напряжения стабильной частоты; математическая модель автономного источника переменного напряжения стабильной частоты на основе использования интегрированной программной среды Matlab; результаты теоретических исследований автономного источника; макетный образец трехфазного автономного источника электропитания стабильной частоты; результаты экспериментальных исследований макетных образцов. Практическая ценность работы: разработано и исследовано новое техническое решение автономного источника электроснабжения стабильной частоты обеспечивающее высокое качество выходного напряжения и высокие эксплуатационные показатели; разработаны рекомендации по выбору параметров генератора, при которых автономный источник имеет высокие технико-экономические показатели и высокое качество выходного напряжения; разработана математическая модель, учитывающая особенности источников электроснабжения данного типа и позволяющая исследовать работу источника в различных режимах; предложены и реализованы схемы статорных и роторных совмещенных обмоток генератора; создан и испытан макетный образец источника для проведения экспериментальных исследований режимов работы трехфазного машинно-вентильного источника с электромашинным формированием кривой выходного напряжения; — определены соотношения между токами, напряжениями и мощностями в отдельных элементах системы и основные величины характеризующих работу источника, которые могут быть использованы в качестве исходной базы для расчета и проектирования источников с электромашинным формированием выходного напряжения генератора.

Реализация работы осуществлена в рамках научного направления кафедры электромеханики ГОУВПО «КнАГТУ», «Разработка и исследование систем децентрализованного энергообеспечения на основе нетрадиционных электромеханических преобразователей энергии». Результаты работы переданы в форме технической документации и методик расчетов на ОАО «Электротех-ника-БирЗСТ», г. Биробиджан для использования при разработке, проектирования и подготовки производства новых типов изделий. Результаты работы внедрены в учебный процесс на электротехническом факультете КнАГТУ по направлению 140601 - «Электромеханика».

Апробация работы. Основное содержание и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы управления техническими, информационными, социально-экономическими и транспортными системами» (г. Санкт-Петербург, 2007г.); всероссийской научно-технической конференции «Новые технологии и материалы. Инновации и инвестиции в промышленности Дальнего Востока» (г. Комсомольск-на-Амуре 2007г.); научно-технических конференциях аспирантов и студентов КнАГТУ (2007-2008г.).

Публикации. По результатам исследований, отраженных в диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе три в изданиях рекомендованных ВАК, а так же патент РФ на полезную модель.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 193 страницах машинописного текста, списка литературы из 130 наименований и 2 приложений. В работе содержится 161 рисунок, 14 таблиц.

выводы

1. Результаты экспериментальных исследований хорошо согласуются с теоретическими положениями, сформулированными на основе результатов математического моделирования, свидетельствующие об адекватности разработанной математической модели автономного источника электроснабжения стабильной частоты, как в количественном, так и в качественном отношении.

2. Результаты исследований могут быть использованы в качестве исходной базы для расчёта и проектирования источников с электромашинным формированием напряжения генератора.

3. Исследования показали, что машинно-ветильный источник стабильной частоты обеспечивает высокое качество кривой выходного напряжения в широком диапазоне изменения частоты вращения вала (1:4)hcos?> (0,8-1,0).

4. Степень низкочастотной модуляции токов и напряжений обмоток электромашинной части источника определяется несимметрией нагрузки трехфазного вентильного преобразователя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. При создании трехфазных автономных источников электропитания стабильной частоты, обеспечивающих высокое качество выходного напряжения в широком диапазоне изменения частоты вращения вала целесообразно применение электромашинных генераторов с формированием кривой выходного напряжения путем сложения ЭДС близких частот;

2. Предложено новое техническое решение трехфазного источника напряжения стабильной частоты для автономных систем энергоснабжения, обеспечивающее высокое качество выходного напряжения в широком диапазоне изменения частоты вращения приводного вала.

3. Разработана математическая модель источника, описывающая многообмоточную, многофазную машину, учитывающая особенности работы вентильного преобразователя как в однофазном, так и в трехфазном режимах.

4. проведены теоретические и экспериментальные исследования трехфазного автономного источника стабильной частоты.

5. В результате теоретических исследований выработаны новые рекомендации по проектированию трехфазных машинно-вентильных автономных источников энергоснабжения стабильной частоты.

6.Установлено, что наиболее существенное влияние на величину «низкочастотной» модуляции магнитного потока реакции якоря в машинах, составляющих генератор оказывают их параметры степень несимметрии, величина и характер нагрузки НПЧ, а так же глубина модуляции ЭДС холостого хода.

7.При работе автономного источника на симметричную нагрузку, эквивалентный ток машин, работающей в режиме ЭМТ отстает от напряжения на угол (ри + (ржъ, а в машине работающей в режиме АГ - опережает напряжение на угол <рн - (рзкп, с теоретическими положениями, сформулированными на основе результатов математического моделирования, свидетельствующие об адекватности разработанной математической модели автономного источника электроснабжения стабильной частоты, как в количественном, так и в качественном отношении.

1. А.с. 782086 СССР, МКИ 3 Н02М 5/48. Машинно-вентильный источник трёхфазного напряжения стабильной частоты / B.C. Саяпин, Ш.С. Ройз, В.А. Денисов, В.М. Кузьмин (СССР). № 2718251/24-07; заявл. 29.01.79; опубл. 23.11.80, Бюл. №43. 4с.

2. А.с. 921020 СССР, МКИ 3 Н02Р 7/46, Н02Р 9/04. Электропривод постоянной скорости / Г.А. Сипайлов, В.А. Ш.С. Ройз, В.М. Кузьмин, А.Б. Цукублин (СССР). № 2835198/24-07; заявл. 26.10.79; опубл. 15.04.82, Бюл. №14. 6 с.

3. А.с. 104862 СССР, МКИ 3 Н02К 29/00. Машинно-вентильный источник трёхфазного напряжения стабильной частоты / Ш.С. Ройз, А.Б. Цукублин, В.М. Кузьмин, Б.В Лукутин, А.И. Озга (СССР). № 338001/24-07; заявл.08.01.82; опубл. 07.10.83, Бюл. № 37. 6 с.

4. А.с. 1051660 СССР, МКИ 3 Н02К 29/00. Машинно-вентильный источник трёхфазного напряжения стабильной частоты / Ш.С. Ройз, А.Б. Цукублин, В.М. Кузьмин, А.И. Озга (СССР). № 3383511/24-07; заявл. 20.01.82; опубл. 30.10.83, Бюл. № 40. 5 с.

5. А.с. 1149357 СССР, МКИ 3 Н02М 5/48, Н02К 29/00. Машинно-вентильный источник трёхфазного напряжения стабильной частоты / Ш.С. Ройз, А.Б. Цукублин, В.М. Кузьмин, А.И. Озга (СССР). № 3576674/24-07; заявл. 11.04.83; опубл. 07.04.85, Бюл. № 13. 5 с.

6. А.с. 1250696 СССР, МКИ F03D 1/00. Безредукторный ветроагрегат / А.В. Пяталов, А.А. Скрипилев, В.М. Кузьмин, О.Г. Никифоров (СССР). № 3865495/25-06; заявл. 12.03.85; опубл. 15.08.86, Бюл. № 30. 2 с.

7. Адкинс Б.А. Общая теория электрических машин / Пер. с англ. М.; JI, Госэнергоиздат, 1960. 272 с.

8. Ю.Байков А.И. Математическое моделирование элементов и систем автоматизированного электропривода: Учеб. пособие. Н.Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2008. 173 с.

9. П.Антонов М.В., Герасимов JI.C. Технология производства электрических машин: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергоиздат, 1982. 512 с.

10. Балагуров В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока: Учеб. пособие для студентов вузов. М.: Высшая школа, 1982. 272 с.

11. Бертинов А.И. Авиационные электрические генераторы. М.: Оборонгиз, 1959. 594 с.

12. Беспалов В.Я., Колоткин A.M. Состояние и перспективы применения вентильно-индукторных приводов в промышленности и на транспорте // Электричество. 2002. № 3.

13. Беспалов В .Я., Котеленец Н.Ф, Электрические машины. М.: Академия, 2006. 320 с.

14. Богрый B.C., Русских А.А. Математическое моделирование тиристорных преобразователей. М.: Энергия, 1972. 184 с.

15. Брускин Д. Э., Зорохович А. Е., Хвостов В. С. Электрические машины и микромашины, -2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1981. 432 с.

16. Брускин Д.Э. Генераторы, возбуждаемые переменным током: Учеб. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1974. 128 с.

17. Брускин Д.Э., Денисов В.А., Ройз Ш.С. Коэффициент мощности модуляционных вентильных генераторов // Труды Московского энергетического института. 1980. № 446. 120-123 с.

18. Брускин Д.Э., Мыцык Г.С., Ульяновский В.Н. Система электроснабжения стабильной частоты на базе генератор-модулятора со статическим преобразователем // Труды Московского энергетического института. 1976. № 287. 62-65 с.

19. Брускин Д.Э., Ульяновский В.Н., Асторга В.И. Особенности расчета генератора для источника стабильной частоты с амплитудной модуляцией // Труды Московского энергетического института. 1978. № 352. 99-102 с.

20. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. М.: Высшая школа, 1990. 416 с.23 .Бут Д.А. Электромеханика сегодня и завтра // Электричество. 1995. №1.

21. Быков Ю.М. Непосредственные преобразователи частоты с автономным источником энергии. М.: Энергия, 1977. 144 с.

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

23. Веников В.А. Электромеханические переходные процессы в электрических машинах. М.; Л, Госэнергоиздат, 1958. 488 с.

24. Войтех А.А., Лир Э.В. Асинхронные электродвигатели с регулированием скорости. Киев: Техник, 1973. 172 с.

25. Вольдек А. И. Электрические машины: Учебник для студентов высш. техн. заведений. -3-е изд., перераб. Л.: Энергия, 1978. 832 с.

26. Горев А.А. Переходные процессы синхронной машины. М.; Л, Госэнергоиздат, 1950. 551 с.

27. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учеб. пособие для технических университетов и техникумов. СПб.: Корона принт, 2001. 320 с.

28. Гольдберг О.Д. Проектирование электрических машин: Учеб. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1984. 431 с.

29. Гнедин П.А., Дубровский И.Н. Математическое описание асинхронной машины в комплексных величинах // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Науки о природе и технике. 2010. № 1.

30. Денисов В.А. Разработка и исследование модуляционных вентильных генераторов: Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук / Томский политехнический институт. Томск, 1975. 16 с.

31. Джендубаев А-3. Р. Автономные асинхронные генераторы с конденсаторным самовозбуждением: Автореф. дис. на соискание ученой степени доктора техн. наук / Московский энергетический институт (Технический университет). М., 2007. 40 с.

32. Дубровский И.Н., Кузьмин В.М. Автономный источник переменного напряжения стабильной частоты на основе двухмашинного совмещенного генератора // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2007. № 3 (26). Вып. 1. 121-127 с.

33. Дьяконов В., Круглов В. MATLAB. Анализ, идентификация и моделирование систем. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2002.448 с.

34. Дьяконов В. П., Абраменкова И.В. МАТЪАВ 5.0/5.3. Система символьной математики. М.: 1999. 640 с.

35. Дэбни Д., Харман Т. SIMULINK 4. Секреты мастерства. М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2003. 403 с.

36. Ефименко Е.И. Новые методы исследования машин переменного тока и их приложения. М.: Энергоатомиздат, 1993. 277 с.

37. Жемеров Г.Г. Тиристорные преобразователи частоты с непосредственной связью. М.: Энергия, 1977. 280 с.

38. Жерве Г.К. Обмотки электрических машин. Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1989. 400 с.

39. Жуйков В.Я., Ковальский М.П. Определение установившихся периодических режимов вентильных цепей методом дифференциальных изображений // Электронное моделирование, 1986. т. 70. № 1.39 с.

40. Забродин Ю. С. Промышленная электроника: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1982. 496 с.

41. Зимин Е.Н., Яковлев В.И. Автоматическое управление электроприводами: Учеб. пособие для студентов вузов. М.: Высшая школа, 1979.318 с.53.3лочевский B.C. Системы электроснабжения пассажирских самолетов. М.: Машиностроение, 1971. 320 с.

42. Иванов-Смоленский А.В. и др. Универсальный метод расчета электромагнитных процессов в электрических машинах / А.В. Иванов-Смоленский, Ю.В. Абрамкин, А.И. Власов, В.А. Кузнецов. М.: Энергоатомиздат, 1986, 216 с.

43. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: Учебник для вузов. М.: Энергия, 1980. 928 с.

44. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные силы и преобразование энергии в электрических машинах. М.: Высшая школа, 1989. 312 с.

45. Калмыков В.В., Денисов В.А. Обзор схемных решений силового коммутатора для модуляционных вентильных генераторов //

46. Электрооборудование и автоматизация промышленных установок: Сб. научн. тр. / Хабаровск: Хабаровский политехнический институт, 1977. 113-119 с.

47. Киница О.И., Кузьмин В.М., Кузьмин Р.В., Суздорф В.И. Проблемы развития нетрадиционных возобновляемых источников энергии на дальнем востоке // Дальневосточный энергопотребитель. Хабаровск. 2005. № 5.

48. Копылов И. П. Электрические машины: Учебник для вузов.-2-е изд., перераб. М.: Высшая школа, Логос, 2000. 607 с.

49. Копылов И.П. и др. Проектирование электрических машин / И.П. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев.- 3-е изд., испр. и доп. М.: Высшая школа, 2002. 757 с.

50. Копылов И.П. и др. Проектирование электрических машин / И.П. Копылов, Ф.А. Горяинов, Б.К. Клоков. М.: Энергия, 1980. 495 с.

51. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. М.: Высшая школа, 1994. 318 с.

52. Копылов И.П. Проектирование электрических машин: Учеб. пособие для студентов вузов. М.: Высшая школа, 1979. 378 с.

53. Костенко М.П., Пиотровский JI.M. Электрические машины, Ч. 2. -Машины переменного тока: Учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений. 3-е изд., перераб. Л.: Энергия, 1973. 648 с.

54. Красношапка М.М. Генераторы переменного тока стабильной и регулируемой частоты. Киев: Техника, 1974. 168 с.

55. Кузьмин В. М., Ройз Ш. С., Саяпин В. С. Трехфазный модуляционный вентильный генератор // Исследование специальных электрических машин и машинно-вентильных систем: Межвуз. сб. научн. тр. / Томск: Томский политехнический институт, 1979. 163-167 с.

56. Кузьмин В.М. Привод постоянной скорости с МДП // Исследование специальных электрических машин и машинно-вентильных систем: Межвуз. сб. научн. тр. / Томск: Томский политехнический институт, 1979. 160-162 с.

57. Кузьмин В.М., Ройз Ш.С., Озга А.И. Работа НПЧ в трехфазном источнике стабильной частоты // Исследование специальных электрических машин и машинно-вентильных систем: Межвуз. сб. научн. тр. / Томск: Томский политехнический институт, 1984.

58. Кузьмин В.М., Ройз Ш.С., Цукублин А.Б. Энергетические соотношения в модуляционном вентильном генераторе // Оптимизация режимов работы систем электроприводов: Межвуз. сб. / Красноярск: Красноярский политехнический институт, 1981. 54-59 с.

59. Кузьмин В.М., Костюченко В.И., Дубровский И.Н. Электронагреватель трансформаторного типа и возможность использования источникастабильной частоты для автономных энергосистем // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. 2008. № 4.

60. Кузьмин В.М. Автономный источник с электромашинным формированием кривой выходного напряжения: Автореф. дис. на соискание учёной степени канд. техн. наук / Томский политехнический институт. Томск, 1981. 20 с.

61. Кузьмин В.М., Дубровский И.Н. Автономный источник переменного напряжения стабильной частоты на основе двухмашинного совмещённого генератора // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2009. № 2.

62. Кравчик А.Э. и др. Асинхронные двигатели серии 4А. Справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская. М.: Энергоиздат, 1982, 504 с.

63. Лукутин Б.В. Исследование динамических режимов и системы возбуждения синхронного генератора автономного источника стабильной частоты: Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук / Томский политехнический институт. Томск, 1976. 25 с.

64. Лукутин Б.В., Обухов С.Г. Динамика микрогидроэлектростанции с автобалластной стабилизацией напряжения // Электромеханика. 1989. № 10.

65. Лукутин Б.В., Обухов С.Г. Микрогидроэлектростанция с автобалластной нагрузкой, регулируемой по частоте выходного напряжения//Электромеханика. 1990. № 6.

66. Маевский О. А. Энергетические показатели вентильных преобразователей. М.: Энергия, 1978. 320 с.

67. Паластин Л.М. Синхронные машины автономных источников. М.: Энергия, 1980. 384 с.

68. Патент на изобретение № 2158470 МПК7 Н02Р 9/38. Автономный источник питания с асинхронным генератором / B.C. Змитрович З.П. Горельченко (Россия).- № 97121752/09; заявл. 24.12.1997; опубл. 27.10.2000, Бюл. изобр.- 2 с.

69. Патент на изобретение № 2179260 МПК7 F03B 3/02, F03B 13/00. Гидроагрегат / С. В. Казяев (Россия).- № 2000110559/06; заявл. 24.04.2000; опубл. 27.09.2000, Бюл. № 1.- 2 с.

70. Плахтына Е.Г. Математическое моделирование электромашинно-вентильных систем. Львов: Вища школа, издательство при Львовском университете, 1986. 164 с.

71. Попов В. И. Электромашинные совмещенные преобразователи частоты. М.: Энергия, 1980. 175 с.

72. Постников И.М. Обобщенная теория и переходные процессы электрических машин: Учебник для вузов.-2-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1975. 319 с.

73. Радин В.И., Брускин Д.Э, Зорохович А.Е. Электрические машины: Асинхронные машины. М.: Высшая школа, 1981. 243 с.

74. Радин В.И., Брускин Д.Э., Зорохович А.Е., Копылов И.П. Электрические машины: Учебник для электромех. спец. вузов. М.: Высшая школа, 1988. 327 с.

75. Радин В.И., Загорский А.Е., Белоновский В.А. Электромеханические устройства стабилизации частоты. М.: Энергоиздат, 1981. 168 с.

76. Радин В.И., Загорский А.Е., Шакарян Ю.Г. Управляемые электрические генераторы при переменной частоте. М.: Энергия, 1978. 152 с.

77. Радин В.И., Загорский А.Е., Шакарян Ю.Г. Электромеханические устройства стабильной частоты. М.: Энергия, 1978. 144 с.

78. Размыслов В.А., Скрипилев А.А. Расчет переходных процессов в электрических машинах численными методами: Учеб. пособие. Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет, 1997. 99 с.

79. Ройз Ш.С., Скороспешкин А.И. Автономный источник переменного тока стабильной частоты // Известия Томского политехнического института / Томск: Томский политехнический институт, 1972. т. 229.98-100 с.

80. ЮО.Саяпин B.C., Кузьмин В.М., Ройз Ш.С. ЭДС модуляционного вентильного генератора // Исследование специальных электрических машин и машинно-вентильных систем: Межвуз. сб. научн. тр. / Томск: Томский политехнический институт, 1980. 48-52 с.

81. Саяпин B.C., Ройз Ш.С., Кузьмин В.М. Модуляционные вентильные генераторы стабильной частоты // Электрооборудование и автоматизация промышленных установок: Сб. научн. тр. / Хабаровск: Хабаровский политехнический институт, 1977. 69-75 с.

82. Сипайлов Г. A., JIooc А.В. Математическое моделирование электрических машин (АВМ): Учеб. пособие для студентов вузов. М.: Высшая школа, 1980. 176 с.

83. ЮЗ.Скрипилев А.А., Цукублин А.Б. Выбор параметров автономного машинно-вентильного источника стабильной частоты // Вопросы конструирования и надежности электрических машин: Межвуз. сб. научн. тр. / Томск: Томский политехнический институт, 1977. 87-94 с.

84. Титов В.Г., Хватов О.С. Автономный генератор по схеме машины двойного питания // Электротехника. 1998. № 8.

85. Юб.Торопцев Н.Д. Авиационные асинхронные генераторы. М.: Транспорт, 1970. 204 с.

86. Торопцев Н.Д., Калугин Б.Н., Айзенштейн Б.М. Асинхронно-синхронные генераторные установки в автономных системах трехфазного тока стабильной частоты // Электротехника. 1972. №11.

87. Трещев И.И. Электромеханические процессы в машинах переменного тока. Л.: Энергия, Ленинградское отделение, 1980. 344 с.

88. Трещев И.И., Климова Н. С. Переходные электромагнитные процессы в аварийных режимах трансмиссии переменного тока // Электротехника. 1985. № 6.

89. Цибулевский П.И. Обмоточные данные асинхронных двигателей,- 2-е изд., доп. М.: Энергия, 1971. 392 с.

90. ПЗ.Цукублин А.Б., Лукутин Б.В. Вентильные электрические машины: Учеб. пособие. Томск: Томский политехнический институт, 1984. 94 с.

91. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. М.: ДМК Пресс; СПб. Питер, 2008. 288 с.

92. Чиженко И.М. Справочник по преобразовательной технике. Киев: Техника, 1978. 447 с.

93. Пб.Чиженко И.М., Руденко B.C., Синько В. И. Основы преобразовательной техники. М.: Высшая школа, 1974. 432 с.

94. Чабан В.И. Основы теории переходных процессов электромашинных систем. Львов: Вища школа, издательство при Львовском университете, 1980. 200 с.

95. Шакарян Ю.Г. Асинхронизированные синхронные машины. М.: Энергоатомиздат, 1984. 192 с.

96. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург: УРО РАН, 2000. 654 с.

97. Шуйский В.П. Расчет электрических машин / Пер. с немец. М.: 1968. 732 с.

98. Blondel A. Complement a la theorie des alternateurs a deux reactions // Rev. Gen. de TElectricite. 1922. Vol. 12.

99. Park R.H. Two-Reaction theory of synchronous Machines, p. II. // Trans AIEE. 1933. Vol. 52. 351 p.

100. Allison H.J., Ramakumar R., Hughes W.L. A field modulated frequency down conversion power system // IEEE Transactions on industry applications. 1973. Vol. 9. № 2.

101. Ramakumar R., Allison H.J., Hughes W.L. A self excited field modulated three-phase power system // IEEE Power engineering society summer meeting / Anaheim, Calif., 1974.

102. Johnson G.L. Wind turbines with asynchronous electrical generators // Wind energy systems / Chapter 6, asynchronous generators. 2001. 6-44 p.

103. Johnsen K., Eliasson B. Simulink Implementation of wind farm model for use in power system studies // Nordic wind power conference 1-2 march 2004 / Chalmers university of technology, 2004.