автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Выпрямители с кольцевыми и лестничными вентильными схемами для систем электроснабжения электрического транспорта

На правах рукописи

005011727

ВОЖОВА ОЛЬГА ЛЕОНИДОВНА

ВЫПРЯМИТЕЛИ С КОЛЬЦЕВЫМИ И ЛЕСТНИЧНЫМИ ВЕНТИЛЬНЫМИ СХЕМАМИ ДЛЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

2 4 НОЯ 2011

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 2011

005011727

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Новосибирский государственный технический университет»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Щуров Николай Иванович

доктор технических наук, профессор Зиновьев Геннадий Степанович

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Горелов Валерий Павлович

ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск

Защита состоится « 15 » декабря г. в 10°° часов на заседании диссертационного совета Д 212.173.04 при Новосибирском государственном техническом университете по адресу.

630092, г. Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного технического университета.

Автореферат разослан ноября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Нейман В.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Схемотехническое совершенствование преобразователей переменного тока в постоянный - одно из важнейших направлений научно-технических исследований. Переход от классических схем выпрямления к импульсным высокочастотным выпрямительно-инверторным преобразователям решает часть проблем, присущих классическим выпрямительным агрегатам (ВА), например, проблему повышения коэффициента мощности. Вместе с тем, схемы выпрямления с многофазными преобразовательными трансформаторами и выпрямителями электрических токов промышленной частоты еще длительное время будут применяться при преобразовании в отраслях с мощными и сверхмощными потребителями. Учитывая перспективы использования классических схем, следует обратить внимание на возможности повышения энергоэффективности выпрямителей, построенных по другим схемам. Причем повышение качества преобразования, напрямую связанное с экономичностью, может быть достигнуто схемотехническим совершенствованием ВА.

Отправной точкой для дальнейшего схемотехнического совершенствования служит теория структурного синтеза. Теория и практика структурного синтеза выпрямителей не нашли еще полного отражения в исследовательских работах, поэтому сбор, обобщение и систематизация имеющихся наработок по процедурам и методам структурного синтеза востребованы до сих пор. Актуальна также задача анализа схемных решений с целью выявления преферент-ных свойств выпрямителей с нестандартным построением элементов схемы ВА.

Создание многофазных преобразователей, как правило, с пульсностью не более 24, на фоне явного прогресса трансформаторостроения и достижений в совершенствовании силовых полупроводниковых приборов (СПП), а также улучшение технико-экономических показателей многопульсных выпрямителей возможно не только путем совершенствования мостовых схем, но и внедрением новых схемных решений, в частности кольцевых и лестничных вентильных схем (ВС). Поэтому исследование структурного синтеза и схемных решений, разработанных на основе этих методов, весьма востребованы. Существенный вклад в развитие методов структурного синтеза выпрямителей с кольцевыми и лестничными ВС внесли работы А.Г. Аслан-заде, Ю.В, Потапова, Ю.И. Иголь-никова, А.М. Репина, С.Н. Колева, А.К. Калчева, Н.И. Щурова, С.А. Евдокимова и др.

Целью диссертационной работы является дальнейшее исследование и разработка методов структурного синтеза и схемных решений выпрямителей с улучшенными технико-экономическими показателями для применения на электрическом транспорте.

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

1. Анализ топологии выпрямителей с кольцевым и лестничным построением ВС, выбор схемных решений, рекомендуемых для электрического транспорта.

2. Систематизация неформализованных и частично формализованных методов структурного синтеза, в том числе методов агрегирования, схемотехнического перемещения и методов с использованием диаграмм, отражающих электромагнитные

3

процессы в преобразователях. Определение их достоинств и недостатков.

3. Разработка метода построения структур двухсекционного трансформаторного преобразователя числа фаз (ТПЧФ) с несимметричной формой выпрямленного напряжения секций, упрощающего структуру 6(п+3) - пульсных выпрямителей.

4. Разработка методики определения углов проводимости вентилей и правильного соединения их в кольцо в выпрямителях с кольцевой ВС.

5. Анализ электромагнитных процессов в выпрямителях с кольцевыми ВС с учетом перспектив их внедрения на тяговых подстанциях (ТП) электрического транспорта.

6. Анализ электромагнитных процессов в выпрямителях с лестничной ВС и расчет преобразователя для усиления систем электроснабжения на грузонапряженных участках железных дорог.

7. Проведение модельных и экспериментальных исследований разработанных преобразовательных устройств, подтверждающих достоверность теоретических исследований электромагнитных процессов в выпрямителях с кольцевыми и лестничными ВС.

Методы исследования. Для решения поставленных задач применялись теоретические и экспериментальные методы исследований. В основу теоретических исследований положены методы теории электрических и магнитных цепей, метод кусочно-линейного припасовывания, методы структурного синтеза и анализа выпрямителей, геометрический метод представления синтезируемых моделей, методы алгебры, методы, основанные на использовании векторных и временных диаграмм. Расчеты и математические модели выполнены в пакетах-приложениях «MathCAD», «Micro-Сар» и «MATLAB». Достоверность исследований оценивалась сравнительным анализом по математическим моделям, компьютерным моделям, по сходимости результатов математического моделирования и экспериментов. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты систематизации схем выпрямления и методов структурного синтеза.

2. Метод композиции несимметричных напряжений двух систем напряжений ТПЧФ.

3. Результаты сравнения 12-пульсных выпрямителей с мостовыми и кольцевьми ВС, а также модельно-экспериментальное описание преобразователей с кольцевьм и лестничным построением ВС.

Научная новизна диссертационной работы.

1. Обобщены характерные свойства выпрямителей, объединенных топологиями ВС, выполненных кольцевыми или лестничными.

2. Выполнена систематизация неформализованных и частично формализованных методов структурного синтеза выпрямителей. При этом рассмотрены и усовершенствованы процедуры метода схемотехнических перемещений.

3. Разработан метод структурного синтеза, основанный на композиции несимметричных напряжений двух систем напряжений ТПЧФ.

4. Выведено уравнение внешней характеристики (ВХ) 12-пульсного выпрямителя с кольцевой ВС и выполнено сравнение ее с ВХ 12-пульсного выпрямителя с мостовой ВС.

Практическая ценность результатов работы.

1. Результаты обобщения схемных решений и систематизация методов структурно-

4

го синтеза схемных решений способствуют упрощению процедур выбора, а также разработке и расчету новых схем выпрямителей.

2. Обосновано внедрение на ТП электрического транспорта выпрямителей с кольцевыми и лестничными ВС вместо мостовых и лучевых.

3.Разработаны и предложены улучшенные схемные решения однофазных выпрямителей для систем управления электровозами переменного тока

4. Разработана методика определения углов проводимости вентилей в зависимости от их расположения в структуре вентильного кольца.

Реализация результатов работы. Теоретические положения, методики расчета, экспериментальные установки, полученные в диссертационной работе, нашли применение в учебном процессе НГТУ по направлению 140600 - «Электротехника, электромеханика и электротехнологии». Основные результаты работы были использованы в ходе выполнения работ по гранту молодым учёным мэрии г. Новосибирска при выполнении проекта № 1.2/11944 по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2011 годы)».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: МНСК «Интеллектуальный потенциал Сибири» 22-23 мая 2007 г. (Новосибирск); научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» 6-9 декабря 2007 г. (Новосибирск); МНСК «Интеллектуальный потенциал Сибири» 28-29 мая 2008 г. (Новосибирск); научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» 4-7 декабря 2008 г. (Новосибирск); X международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП-2010 (Новосибирск), (The 10th International scientific-technical conference "Actual Problems of electronic instrument engineering proceedings" APEŒ-2010); научно-технических семинарах кафедры «Электротехнические комплексы» НГТУ (2004 - 2008).

Основные научные результаты опубликованы в 12 научных работах, из них: 8 - в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ; 2 - в сборниках трудов конференций и 2 патента РФ на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 109 наименований и приложения. Общий объем 207 страниц машинописного текста, в том числе 200 страниц основного текста, включая 115 рисунков, 14 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность темы, отмечено современное состояние проблемы и определено направление данного исследования. Обоснована необходимость поиска новых подходов к построению схем вентильных преобразователей переменного тока в постоянный. Сформулированы цель, задачи работы и пути их решения, описаны методы исследований.

В первой главе проведен аналитический обзор известных и новых схемных решений выпрямителей с нестандартной топологией ТПЧФ и ВС. В качестве

Л>лл1 \

Рис. 1 - Кольцевые вентильные связи

объекта исследований выбраны выпрямители с ВС, отличающимися от мостовых и лучевых структур, с так называемыми кольцевьми и лестничными ВС.

Под кольцевой ВС понимается схема, в которой, в отличие от мостовой, смежные источники ЭДС ВО соединяются не через вентили анодных и катодных групп трехфазных мостов, а через вентильное кольцо (рис. 1) Под лестничной ВС понимается схема или часть схемы, вентили которой не соединены между собой, но соединяют противофазные выводы смежных источников ЭДС, принадлежащих одной фазе трансформатора(ов).

В работе рассмотрены правила включения 6-вентильных колец между смежными системами ЭДС. На рис.1 показаны именованные фазы одной из питающих систем, каждая из которых связана однонаправленными вентилями с двумя фазами второй питающей системы, имеющими другое наименование. В общем виде для />-пульсных выпрямителей с кольцевой ВС при последовательном подключении систем с нарастающим (убывающим) углом сдвига по фазе между одноименными векторами линейных напряжений используется следующий алгоритм присоединения вентильных колец: каждая фаза любого трехфазного источника ЭДС ВО подключается к общей точке соединения одноименных электродов двух вентилей кольца (колец), вторые электроды которых соединяются с двумя фазами смежного источника, имеющими сдвиг

ыр-±[((/7-2)/р);г±/г/з] эл. град, относительно данной фазы. Рассмотрены

выпрямители с лестнично-кольцевыми ВС, реализующие дискретное и плавное регулирование выпрямленного напряжения за счет ротации систем ЭДС и релейного регулирования. Один из выпрямителей приведен на рис.2, а в разработке 18-пульсного мостового и 24-пульсного выпрямителя с лестнично-кольцевой ВС участвовал автор.

По разработанному алгоритму включения вентилей количество каскадов преобразования меняется от одного до четырех. При любом их количестве в результате ротации систем ЭДС режим преобразования всегда 24-фазный. Выходные диаграммы приведены на рис.2. В результате анализа электромагнитных процессов обобщены характерные свойства выпрямителей. Кольцевые ВС в выпрямителях с выводами от нулевых точек систем ЭДС позволяют существенно уменьшить типовую мощность трансформатора. При использовании кольцевых ВС в выпрямителях последовательного типа с двухполупериодной работой источников ЭДС существенно уменьшается мощность потерь в вентилях. Лестничные ВС дают уменьшение потерь в вентилях относительно мостовых.

А

ч

-й-

-й-

-й-

ж

Ж:

Ж

Ж

Ж

ж

Ж

Ж

ж:

-й -й"

-й-

-й-

ж

ж

ж

Ж

Ж

-ЕН-

-й-

-й-

-М-

-й-

700600

400

200

"а

4 каскада

3 каскада

2 каскада,

дискретное

1 каскад I регулирование

_

0,02 0Д2

700 600

400

200

4 каскада

3 каскада /

релейное регулирование

при активной нагрузке

0

0,005 0,01 0,015 0,02

1,с

0,005 0,01 0,015 0,02 '

Рис. 2 - Схема и диаграммы выпрямленного напряжения ротационного выпрямителя

Лестнично-мостовые ВС позволяют осуществить принципиально новый вид регулирования выпрямленного напряжения за счет ротации систем ЭДС и релейного регулирования.

Представлены лестничные преобразователи однофазного тока, рекомендуемые для зонных выпрямителей электровозов переменного тока. В главе сделан выбор объектов исследования: 12-пульсного выпрямителя с кольцевой ВС (рис.10) и 12-пульсного с лестничной ВС (рис.13), а также четырехзонного выпрямителя (рис.15), которые предложены для применения на ТП и подвижном составе электрического транспорта и подлежат анализу в данной работе.

Во второй главе рассмотрены наиболее практичные методы структурного синтеза выпрямителей, в том числе неформализованные и частично формализованные. Продолжено развитие схемотехники ТГТЧФ для многюпулъсных выпрямителей.

С

Неформализованные методы синтеза устройств выпрямления

с

Агрегирование

}

Схемотехническое перемещение "Ч (инженерные преобразования)__)

С

из однотипных базовых ячеек,

модулей преобразования

из однотипных фазосдвинутых базовых ячеек, модулей преобразования

из разнотипных базовых ячеек, ) модулей I преобразования у

< последовательное )

-< параллельное )

последовательно-параллельное )

взаимоперемещение элементов

слияние элементов с дублирующими функциями

2

совмещение элементов )

продольное расщепление ил: . слияние элементов

с

поперечное расщепление или слияние элементов

Рис. 3 - Неформализованные методы синтеза выпрямителей 7

К настоящему времени накопилось множество способов генерации многофазных преобразователей. Одни методы предназначены для синтеза ВС, другие - для синтеза ТПЧФ, а часть методов - для синтеза ВА в целом.

Из неформализованных (рис.3) основным методом является метод агрегирования, благодаря которому из простых преобразовательных структур строятся более сложные преобразователи с обретением новых качеств. Практический интерес вызывает метод синтеза схем путем модификации конфигурации элементов базовых схем, основная суть которого заключается в применении процедур схемотехнических перемещений элементов исходного преобразователя до получения структуры с новыми параметрами. Данный метод, предложенный А.Г. Аслан-заде, и в совершенствовании частных процедур которого участвовал автор, наглядно показан на примере преобразования схемы шестифазного двойного зигзага в кольцевую схему Ю.И. Горлова (рис.4). Схемообразующие процедуры методов агрегирования и схемотехнических перемещений не имеют функциональной привязки к состоянию электромагнитных процессов в синтезируемой схеме, как это присуще формализованным методам, например, методу, основанному на анализе графа изменения состояний. При этом не рассматривается также и графическая составляющая, визуально описывающая процесс изменения напряжений ТПЧФ временными или векторными диаграммами. В отличие от других методов синтеза, где конечная схема - результат, например, исходных графоаналитических выкладок; исходным материалом при методе схемотехнических перемещений служит конкретная, т.е. уже известная схема.

Рис. 4- Схемотехническое преобразование шестифазного двойного зигзага в схему Ю.И. Горлова

Этот метод основан на трансформации исходных схем, причем параметры результирующей схемы заранее определить практически (без соответствующих интуитивных навыков) невозможно. Исключение из схемы ее элементов возможно только благодаря их дублирующим или превосходящим потребность (излишним) функциям. Создание новых связей происходит только за счет взаимного перемещения узловых точек.

Отдельную группу методов можно условно отнести к частично формализованным методам синтеза ТПЧФ и ВС, основанным на визуализации процессов (рис.5).

В основе метода векторов частичных напряжений лежит использование обобщенной векторной диаграммы, на которой представлены векторы частич-

^ Частично формализованные методы синтеза выпрямителя j

( Синтез ТПЧФ )

(

С

Синтез вентильной схемы

( Метод частичных напряжений )

Геометрические методы генерации

) С

Синтез 6-фазных несимметричных автономных систем ЭДС

Синтез 12п-фазных преобразователей

Метод вращающихся векторных диаграмм

I принцип игнорирования

Метод смещения секторных топологий

Метод композиции несимметричных напряжений секции ВЛ

( Метод временных диаграмм ( Рекуррентные алгоритмы

( Построение диодных матриц^

С

Метод индексаций

э

Рис. 5 - Полуформализованные методы синтеза выпрямителей

ных напряжений ТПЧФ и векторы результирующих выпрямляемых напряжений. Данный метод широко использован в работах А.Г. Аслан-заде, а также описан в виде метода «кустовых» диаграмм в одной из работ A.M. Репина.

Особую группу методов составляют методы синтеза ТПЧФ с использованием геометрических образов - геометрические методы генерации схем, перечисленные на рис.5. Найдены закономерности, связывающие геометрию (топологию) амплитудно-фазовых портретов (АФП) ТПЧФ с пульсностью выпрямителей при различных конфигурациях и сочетаниях исходных питающих систем ЭДС.

Синтез 6-

фазных несимметричных автономных систем ЭДС основан на взаимосвязи между топологическими размерами 6-фазных построений типа шестилучевой несимметричной звезды или полуправильного шестиугольника и фазностью преобразования; включает правила и соотношения, позволяющие осуществлять переходы от шестифазных звезд к фигурам шестиугольников. Полуправильные шестиугольники эквивалентны правильному треугольнику, т.е. при построении ТПЧФ на основе этих фигур, в магнитной системе трансформатора нет вынужденного намагничивания. На основе одной автономной 6-фазной системы строятся преобразователи только секторной топологии, обеспечивающей пульсность р = 6(/г+1), где пе N. Синтез 12п-фазных преобразователей относится к геометрическим методам синтеза ТПЧФ на основе п шестифазных АФП квазисекторной топологии с пульсностью выпрямителя р = 12л. Метод смещения секторных топологий представляет в основном теоретический интерес и показывает возможность симметричного выпрямительного процесса при асимметричных автономных системах питающего напряжения, например, 8- или 16-пульсного выпрямления.

Метод композиции несимметричных напряжений, идея которого и часть разработки принадлежит автору, применяется для построения двухсекционных ТПЧФ. Основан на синтезе временных диаграмм выпрямленных напряжений секций, сумма кривых которых дает симметричную форму выпрямленного напряжения с пульсностью р = 6(и + 3). От временных диаграмм осуществляется переход к векторным в виде АФП ТПЧФ секторного типа, по которым строятся ВО. Примеры построений ТПЧФ для 24- и 30-пульсных выпрямителей показа-

ны на рис.6, рис.7. АФП несимметричных автономных систем вписываются в трехсекторные построения, образованные совмещением трех секторов в фигуру равностороннего выпуклого треугольника. На рис.6,б и рис.7,б приведены пары секторов 24- и 30-пульсных выпрямителей. Кривые выпрямленных напряжений секций показаны на рис.6,в и рис.7,в для развертки одного из секторов от от 0° до 60°.

-^¿и—- __\ _

!

! / \ /\ 1

/ \ 1

|—\ (П / V____ \6(Г

Рис. 6 - Синтез 24-пульсного выпрямителя

б) /!\ в1

-чгэ-

Рис. 7 - Синтез 30-пульсного выпрямителя (а-в) и формирователи импульсов (г)

Формирование кривой итогового выпрямленного напряжения обеспечивают два вида графических формирователей, представленных на рис.7,г.

Анализ АФП представленных преобразователей показал, что при синтезе кривых выпрямленных напряжений секций с помощью формирователей должны соблюдаться следующие очевидные взаимосвязанные правила: 1. Амплитудные значения несимметричных пульсаций (малых или больших) совмещаются с крайними лучами сектора. Условием цикличной работы секторного преобразователя является обязательное размещение трех рабочих точек (РТ) в вершинах «выпуклого» треугольника (вершинные РТ). 2. Половинки пульсаций по краям сектора представляются только формирователем типа I. Чтобы соблюсти равенство сторон (дуг) базовых для секторов секций треугольников каждое из несимметричных по форме напряжений секций должно иметь одинаковые амплитуды по краям секторов. 3. Всякая несимметричная кривая в секторе зеркально симметрична относительно биссектрисы сектора. Формирователями типа II нельзя строить центральную пульсацию сектора. 4. Формиро-

10

ватели типа I могут примыкать друг к другу при построении смежных пульсаций выпрямленного напряжения, а формирователи типа II разносятся на нечетное количество пульсаций. Исходя из анализа приведенных и других преобразователей с пульсностью р = 6(п + 3), можно сделать вывод, что для практического применения в ВА наиболее подходят преобразователи для 24- и 30-пульсных выпрямителей. В первую очередь из-за того, что ВО могут быть полностью выполнены по схемам полуправильных шестиугольников.

Существенной отличительной особенностью преобразователя, приведенного на рис.6,а, является то, что при двухтрансформаторном исполнении преобразователя ВО в каждом трансформаторе можно выполнять одинаковыми: по любому из АФП в приведенных парах. Сетевые обмотки при этом должны обеспечить сдвиги одноименных фаз ВО в 30 эл. град.

Соотношение амплитуд малых и больших пульсаций выходных напряжений секций:

Используя данную формулу, можно определить все топологические размеры АФП, а соответственно, и размеры ВО при любом их исполнении.

К обособленным методам синтеза ВС относится метод, предложенный A.M. Репиным - метод рекуррентных алгоритмов. Он состоит из отдельных множеств процедур, проведение которых требует учета большого количества исходных параметров ТГТЧФ.

Метод вращающихся векторных диаграмм (МВВД) позволяет строить ВС на основе любых систем ЭДС ТПЧФ без привязки к особенностям их построения. Для реализации метода используются элементарные процедуры перемещения АФП автономных систем ЭДС ТПЧФ на потенциальной плоскости друг относительно друга в фиксированные состояния, соответствующие соединению данных систем в реальном преобразовательном процессе. В каждом из фиксированных состояний определяется набор вентилей, соединяющих автономные системы между собой и с нагрузкой. Совмещение всех наборов вентилей образует ВС. Метод прост в реализации и универсален. При любых системах вторичных напряжений строится конкретная ВС с возможностью одновременного проведения ее анализа.

Аналогом данного метода, где информационными признаками являются не векторные диаграммы, а временные диаграммы, является метод временных диаграмм (МВД). Потенциальные возможности МВД проявились при построении принципиально нового класса преобразователей - ротационных выпрямителей.

Одним из первых, описанных в технической литературе, был метод диодных матриц. Известен также метод индексации, основанный на зависимости топологии ВС от расстановки индексов напряжений систем ЭДС.

В третьей главе продолжено исследование 12-пульсного выпрямителя с кольцевой ВС. В работе проведен полный анализ электромагнитных процессов при общепринятых допущениях, обычных для начальной стадии исследований.

(1)

Получены основные соотношения для инженерных расчетов (табл.1). В развитие известных работ автором определены углы проводимости вентилей колец и разработано простое правило включения вентилей. Вентили кольца, имеющие больший угол проводимости, равный а=(2я/3 + 2х/р)-л/3, соединяют фазы смежных систем ЭДС с наибольшим фазовым сдвигом, а вентили,

имеющие меньший угол проводимости, равный

Р=(2л1Ъ-2л1р)-л1Ъ, соединяют фазы смежных систем ЭДС с наименьшим фазовым сдвигом. Данное правило отражено на векторных диаграммах (рис.8.)

Таблица 1 - Расчетные соотношения

Характеристики вен -

Характеристики тилей по группам и

трансформатора углам

проводимости

ток к

о средний действую щий 1 LS

"J •г" § о % § о о

>-£ о £ £ < > ьп so Со < л ч о bd л ч о а < л ä -а ч о и ж < -о ч о bi wü ч о а

( а р ( а р ( а Р

ь CN 3о о\ °о СП ь гч 0 0 01 =о СП ио СМ эо Оч 3 о СП

I 0,214 I СИ о" VO 00 о о" н — ЧО Г^ in CN о. Tf о о* Ol о СИ СП СП о" -г m CN о" СП СП СП 00 о" г->п о о VD 00 00 <n о* ■st CN О £ СП о т о

а)

Рис. 8 - Схема соединения и определения углов проводимости

Выполнен анализ коммутационных процессов (рис. 9) в кольцевом преобразователе, который сопоставлен с результатами анализа мостовых схем в трудах М.Г. Шехтмана и A.B. Поссе, что дало основание утверждать о полной идентичности протекания электромагнитных процессов в мостовых и кольцевых схемах по входным и выходным цепям, цепям трансформатора, об идентичности ВХ в номинальных и перегрузочных режимах при прочих равных условиях. Это позволило сделать вывод о возможности применения кольцевых ВС вместо мостовых в мощных преобразователях ТП ж.-д. транспорта.

Подтверждено различие режимов работы вентилей смежных групп двух последовательно соединенных мостов и вентилей кольцевой группы. Отличающиеся элементы ВС могут быть представлены шестиполюсником (рис.9,а) с

м в\ N

и и с' И

-И

Q4-s5 sl-&)\/Q4-s5

о**

Рис. 9 - Шестиполюсник вентилей моста и кольца, соединяющий смежные системы питания

одинаковыми входными и выходными параметрами, режимы работы элементов вне которого, как минимум при холостом ходе, одинаковы. Отмечена избыточность связей фаз смежных систем в мостовой схеме. Так, каждая фаза одной системы соединена со всеми фазами второй системы, причем, всегда через два вентиля (рис.9,б). В кольцевой ВС (рис.9,в) конкретная фаза одного источника соединена лишь с двумя фазами второго источника. Это не меняет порядка соединения источников ЭДС в процессе преобразования. Он такой же, как и в мостовой схеме, но средняя продолжительность работы вентилей кольцевой группы уменьшается в два раза.

Сравнение коммутационных процессов в шестиполюсниках, показало, что коммутационные цепи источников ЭДС совмещаются в вентилях кольца с некоторой паузой (рис.9,в), в то время как в мосту они не совмещены (рис.9,б).

Анализ коммутационных процессов по методике М.Г. Шехтмана сделан для номинальных и допустимых перегрузочных режимов. По расчетной схеме (рис.10) получены соотношения (2 - 7) для определения токов и напряжений исследуемой схемы в любом режиме и в любой ее точке.

Анализ проведен по двухтрансформаторной схеме, так как известно несколько подобных аналитических исследований двухмостовых схем, именно с двумя трансформаторами, что повышает объективность сравнения.

С = '5-'11-'12 'в=('7+'4-'10 + '6 ~'2~'12)А/3 1в='в+& (2)

'с ='9 ~'2 -»4 £=(' 11+%-г1 + '10-'7-'4)А/3 1С=1С + 1"С

иа~и'в = и\0~и6= и2~и4 ив ~ ис ~ и\ ~ М10 = м7 — и8 ис-иа=и6-их =Щ\~Щ2 иа + и'в+и'с=0

г/3 +«7 +ию = Щ +«з + и§ = + + И]2 = -ид щ +И5 +Ыц =М4 + И9 + И1О = И2+м6 + м9 =-и^ (4)

¡2 +4 + <7 +'8 +'11 +'12=^

ей-ев = и3-и5 +л/з+ "'7 +'11 +'1г)

ев-ес=и5-и9 +73А-Ху-^^ + ъ-¡10) + хг^(12 +ц +15-щ -¿и -,')2)

="9-Щ + ^А-Ху-^ъ +(,,-¡1) + хг~^{17 + /8 +¿9 -¿2 ~/3 -¿4)

+Л'ХУ^'3 + 'П + + <12 "'б);

иа-и'в=и 3-и5=ип-и8 ив-ис=и5-и9=и2-и12

н'-М*=М9-Из=М7-«4

* * . * /л

иа+ив+ис=0

С учетом индуктивностей трансформатора и сети, лианеризации вольтам-перной характеристики вентиля двумя взаимоперпендикулярными прямыми, методом кусочного припасовывания получены функции токов и напряжений, например, напряжения вентилей, выпрямленного напряжения, коммутационного тока в режиме проводимости 4-х вентилей (в мостовых схемах - режим проводимости 5 вентилей). На диаграмме работы вентилей (приведенной на рис.10 для режима XX) рассмотрен интервал, соответствующий г?е [лт/3;лг/3+ у]. В этом интервале получены, например: напряжения на вентилях и9 =(3/2)-E„,cos(i?+!f+2^/3), M10 = V3-£mcos(??+^ + 2/z73); выпрямленное напряжение Mif4=[(2V3 + 3)/2]-£OTcos(i?+^-^/3); ток коммутирующего вентиля i3 = (43Em/2xr)[cos(d+y/-x/3) + C4~\. Рассматривая режим 3-4, например, на интервалах, приведенных на рис.11, получим уравнение ВХ

6xylj + nud = 6\/3ет cos а; (8)

выпрямленное напряжение

Ud=[3SEm/^)[cosa+cos(a+y)]-, (9)

и выпрямленный ток

ld = (Se,„ 12хуУ [cos a-cos(a+y)]. (10)

Приняв 7=30 эл. град., получим уравнение граничного режима

не отличающееся от известных уравнений для мостовых схем. В соответствии с уравнением ВХ и уравнением граничного режима построено семейство ВХ для режимов 3, 3-4 и 4, вплоть до режима 4-5. Начиная от режима XX (режим 3) до начала режима 4, когда угол коммутации становится и остается равным 30 эл. град., при дальнейшем увеличении тока нагрузки осуществляется режим 3-4. Угол у, как для кольцевого, так и для мостового выпрямителя с неуправляемыми вентилями определяется:

сову=1-(2/>/з)-/^, (12)

где = ^Ху/Е2„,]' -О)' а амплитуда напряжения вторичной обмотки на

холостом ходу. В режиме 3-4 ВХ прямолинейна вплоть до точки В (рис.12).

Как показали расчеты, для выпрямителя ТП ж.-д. транспорта при выборе хТ% = 9; и2пг = Л>и2 = 72 ■ 706 = 998,7 В; 1йном =3150Л;

/2,юи=0,78/Лю1, = 2457Л получим хт%_Е2т = 9-998,7 =00258б 0м.

\Ш112ном 100л/2-2457

Тогда в соответствии с 40М =(ху1 Е2т)-^ном получим:

0,02586-3150

=--= 0,0815о.е., т.е номинальный ток соответствует линейному участку ВХ, так как координаты точки В (0,085 ;0,912). Режим, когда угол у не изменяется, как показали расчеты, существует вплоть до точки С (0,144;0,801), определяемой вынужденным углом задержки включения вентилей аг4_5. Данный предельный угол определен из условий включения в режим проводимости пятого вентиля и совпадает с углом, приведенном в работе М.Г. Шехтмана для режима работы с шестью вентилями: tga^_¡=^¡ЗA/(4-ЗA). Этот угол зависит от коэффициента взаимовлияния А, который определяется из соотношений индуктивности сети и трансформатора. Точка нагрузки движется по эллипсу, построенному по формуле (11). Проведен анализ электромагнит-

ных процессов в 12-пульсном выпрямителе с лестничной ВС (рис.13). Доказано, что в отличие от известных схем с несимметричными 6-фазными системами, свойством данной схемы является равенство параметров цепей тока в межкоммугационные интервалы, отсутствие потоков вынужденного намагничивания и относительно небольшая типовая мощность. Для применения схемы в ВА электрического транспорта рационально использовать в ней два трансформатора от выпрямителей, выполненных то 6-пульсным нулевым схемам с уравнительным реактором (УР).

Анализ электромагнитных процессов выполнен для схем с разомкнутым, замкнутым и комбинированным построением ВО на одном трансформаторе (на рис.13 представлен вариант с полуправильными шестиугольниками). Полученные результаты для замкнутого построения ВО приведены в табл. 2.

Такое построение, как показали исследования, исключает возникновение потока вынужденного намагничивания. Дополнительные расчеты о возможности модернизации тяговых трансформаторов ВА ж.-д. транспорта подтвердили наибольшую приспособленность к реконструкции именно при таком исполнении ВО. При мостовом и кольцевом выполнении схемы при формировании смежных пульсаций сопротивления цепей протекания тока нагрузки отличаются (рис.14, а). На рис. 14,6 показаны две позиции соединения систем ЭДС лестничной ВС, в которых формируются четыре вектора, причем сопротивления цепей протекания тока нагрузки при формировании всех векторов одинаковы. В работе выполнен расчет реконструкции выпрямителя на основе двух трансформаторов ТМРУ-16000/10, что реально выполнимо благодаря синфазности вторичных систем ЭДС. Переоборудование ВО в данном варианте не представляет особых трудностей, так как с части катушек ВО снимается по одному витку.

Преобразователь предлагается для усиления действующих систем электро-

16

Рис.13 - Схема выпрямителя с лестничной ВС

Таблица 2 - Параметры схемы

Анодный ток вентиля Эффективный ток вентиля Обратное напряжение 5 1 —^ гч сэ тз ЕО «г Вынужденное намагничивание Пульсность Число вентилей в цепи тока

0,333 0,167 1 0,578 0,41 0,524 | 1,047 | 0,138 0,051 0,486 [ 0,486 1,247 ! | 1,011 | 1,128 нет <ч

снабжения 3,3 кВ посредством повышения пульсно-сти выпрямленного напряжения и его величины в продольной ЛЭП 13,2 кВ с последующим понижением до рабочих величин напряжений в контактной сети с помощью пункта повышенного напряжения (ППН-12).

Исследование четырехзонного выпрямителя. В

настоящее время на электровозах переменного тока для управления ТЭД находят применение зонные выпрямители. Количество зон определяется стремлением на всем диапазоне регулирования повысить среднее значение коэффициента мощности. Предложено применение новых лестничных трехзонного (заявка с участием автора) и четырехзонного (рис.15) выпрямителей с меньшим количеством управляемых СПП, исключающих двойные контуры коммутации и упрощающих алгоритм управления. Достоинства схемы: создание устройства возможно на основе существующего 4-зонного выпрямителя, собранного по мостовой схеме, путем несложной переделки секций ВО его трансформатора; при этом требуется меньше управляемых вентилей; упрощен алгоритм управления; схема симметрична и не требует двойной коммутации.

В четвертой главе проведено исследование выбранных схемных решений с помощью компьютерного моделирования (Micro-Cap, MATLAB Simulink) и физических моделей. В программу экспериментов по 12-пулъсным выпрямителям с кольцевой и мостовой ВС входило: измерение параметров сетевого напряжения, сетевых и вентильных обмоток, выпрямленного напряжения в режиме XX, в номинальных и перегрузочных режимах, а также измерение обратных напряжений и токов вентилей и снятие ВХ. Результаты представлены в виде осциллограмм и графиков (табл.3). Сравнение результатов экспериментов на физических моделях 12-пульсных выпрямителей с мостовой и кольцевой ВС подтвердило идентичность ВХ и режимов работы ВО обоих выпрямителей в номинальных и перегрузочных режимах. Эксперимент выявил одинаковость хода внешних характеристик, как в линейной ее части, так и в области перегрузок, вплоть до перегрузки 6/dHoM-

Подтверждено различие режимов работы вентилей кольцевой группы в кольцевом выпрямителе и вентилей смежных анодно-катодных групп - в мостовом выпрямителе. Экспериментально подтверждено уменьшение средней продолжительности времени работы вентилей кольцевой группы, что обуславливает снижение мощности потерь в вентилях схемы на 25%.

17

Рис. 14 - Векторные диаграммы при мостовом (а) и лестничном исполнении (б)

\7vsi \7vs4

W2J W2.2

vs2 vs6

W2.3 W2.4

\7vs3 \7vdi

W2.I = И7 2.2 = W2.3 = W2.4 Рис. 15 -Схема 4-зонного выпрямителя

Таблица 3 - Результаты экспериментов с 12-пульсными выпрямителями с кольцевой и мостовой ВС

Осциллограммы Fluke 1587

Анодный ток вентиля

Обратное напряжение

0.---

-100

120°

5Й

ВО «звезда»

ВО « треугольник»

Питающей сети

Форма кривой тока

ms/Div

12,4 . 6,2 О,С -6,2

-Р 4

-2.0 ms 2 ms/Div

-10.2 ms 5m's/Dw

Осциллограммы С1-93

Обратное напряжение

Г..... Т

, J_

Форма кривой выпрямленного напряжения и внешняя характеристика

60 40 20 0

0,004 0,008 0,012 0,016

¡4,В................................

коп ьцо

1............ мост"" J4*^,

j............... .......................................................................................:

Лшом ЛьА

10 20 30 40

Подтверждено различие режимов работы вентилей кольцевой группы в кольцевом выпрямителе и вентилей смежных анодно-катодных групп - в мостовом выпрямителе. Экспериментально подтверждено уменьшение средней продолжительности времени работы вентилей кольцевой группы, что обуславливает снижение мощности потерь в вентилях схемы на 25%. В программу экспериментов по четы-рехзонному выпрямителю входило определение работоспособности на компьютерной модели, а также эксперименты с физической моделью в режиме XX, в режиме работы на активную и активно-индуктивную нагрузку. В качестве активно-индуктивной нагрузки использовался двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением (табл.4). Экспериментально доказана возможность упрощения алгоритмов управления тиристорами предложенного лестничного преобразователя, рекомендуемого для модернизации четырехзонного мостового (на электровозах BJI65, BJT80P, BJI85, ЭП1) и трехзонного мостового (Sri, ВЛ84) выпрямителей. Он имеет меньшее количество управляемых вентильных плеч по сравнению с известной мостовой схемой, что приводит к упрощению схемы управления, удешевлению и повышению надежности преобразователя.

В заключении сформированы следующие выводы по работе: 1. Выполнен анализ выпрямителей с кольцевым и лестничным построением ВС, в ходе которого выбраны схемные решения, рекомендуемые для использования в системах электроснабжения электрического транспорта.

2. Проведена систематизация неформализованных и частично формализованных методов структурного синтеза. Определены достоинства и недостатки представленных методов и усовершенствованы процедуры метода схемотехнических перемещений.

3. Разработан метод построения двухсекционного ТПЧФ с несимметричными напряжениями выпрямительных секций, упрощающий структуру ВО трансформаторов с 6(п+3)-пульсным выпрямленным напряжением.

4. Разработана методика определения углов проводимости вентилей в кольцевой ВС, позволяющая производить выбор и правильное соединение вентилей с фазами ТПЧФ.

5. Выполнен детальный анализ электромагнитных процессов в 12-пульсном выпрямителе с кольцевой ВС. Показана идентичность электромагнитных процессов и основных расчетных соотношений в выпрямителях с кольцевыми и мостовыми ВС, дающая возможность замены на ТП электрического транспорта мостовых ВС на кольцевые. Это позволяет снизить расход электроэнергии до 6 млн. кВт'ч на сто выпрямителей в год при коэффициенте загрузки 0,25 за счет уменьшения мощности потерь в вентильных плечах.

6. Проведен анализ электромагнитных процессов в выпрямителях с лестничными ВС, результаты которого показывают возможность использования их на тяговых подстанциях грузонапряженных участков железных дорог для повышения и стабилизации уровня напряжения в контактной сети, а также на электроподвижном составе переменного тока, с возможностью повышения коэффициента мощности и упрощения силовой схемы управления электровозом.

7. Разработаны и созданы математические и физические модели, позволившие подтвердить достоверность результатов теоретических исследований электромагнитных процессов в выпрямителях с кольцевыми и лестничными ВС.

Основные положения диссертации опубликованы в работах: 1. Евдокимов С.А., Щуров Н.И., Волкова O.JI. и др. Повышение энергоэффективности трехфазных преобразователей напряжения с помощью метода Штейнера // Электротехника. 2011. № 6. С. 3 - 9.

Таблица 4 - Результаты экспериментов по четырехзонному выпрямителю

2. Евдокимов СЛ., Щуров Н.И., Волкова О.Л. и др. Перспективы применения кольцевых схем выпрямления на тяговых подстанциях электрического транспорта // Транспорт: наука, техника, управление». Научный информационный сборник. М.: Изд-во ВИНИТИ РАН. 2010. № 8. С. 3 - 7.

3. Волкова O.JL , Евдокимов С.А. Синтез ш-фазных преобразователей на основе двух «квазисекторных» систем напряжений // Научный вестник НГТУ. 2010. № 4(41). С. 113-120.

4. Аслан-заде А.Г., Евдокимов С.А., Волкова O.JI. ЗИ-фазные разомкнутые схемы выпрямления и их производные // Научный вестник НГТУ. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. №3 (44). С. 159-172.

5. Евдокимов С.А., Щуров Н.И., Волкова O.JI. Зонное регулирование выходных напряжений в кольцевых и лестничных выпрямителях однофазного тока. Часть 1 // Научный вестник НГТУ. 2009. № 4(37). С. 145 - 154.

6. Евдокимов С.А., Щуров НИ., Волкова O.JI. Зонное регулирование выходных напряжений в кольцевых и лестничных выпрямителях однофазного тока. Часть 2//Научный вестник НГТУ. 2010. № 1(38). С. 119-127.

7. Евдокимов С.А., Сопов В.И., Волкова O.JI. и др. Ротационные регулируемые выпрямители // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока: Научный журнал. Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2010. № 2. С. 361 - 364.

8. Евдокимов С .А., Щуров НИ., Волкова OJT. и др. Кольцевые схемы выпрямления для 12п-фазного преобразователя //Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока: Научный журнал. Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2010. № 1.С. 329-333.

9. Евдокимов С.А., Волкова O.J1. Лестничные и кольцевые вентильные схемы для преобразователей повышенной мощности // Материалы X Международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения»: в 7 т. Т. 7. Новосибирск: НГТУ, 2010. С. 51 - 58.

10. Волкова, О.Л. Методы синтеза структур выпрямителя // Сборник научных трудов НГТУ. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. №2 (64). С. 117 -122.

И. Преобразователь однофазного тока в постоянный: пат. Рос. Федерация. RU № 2400007 С1, МПК: Н02М 7/155 / С.А. Евдокимов, Н.И. Щуров, О.Л. Лагутина // за-явл. 22.07.09; опубл. 20.09.2010, Бюл. № 26.7 с.

12 Преобразователь переменного тока в постоянный с 18-кратной частотой пульсации: пат. Рос. Федерация. RU № 2414044 С1, МПК: Н02М 7/162 / С.А. Евдокимов, Н.И. Щуров, О.Л. Волкова, A.A. Степанов, В.И. Сопов // заявл. 02.02.10; опубл. 10.03.2011, Бюл. № 7.10 с.

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

тел./факс (383) 346 - 08 - 57 формат 60x84/16, объем 1,25 п.л., тираж 100 экз., заказ № 1715 , подписано в печать «П.» 11.2011 г.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ВЫПРЯМИТЕЛИ С КОЛЬЦЕВЫМИ И ЛЕСТНИЧНЫМИ ВЕНТИЛЬНЫМИ СХЕМАМИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ.

1.1. Общее направление развития схемотехники выпрямителей.

1.2. Анализ топологии кольцевых и лестничных схем.

1.3. Усовершенствованная классификация выпрямителей по топологическим признакам.

1.4. Секторный и квазисекторный виды.

1.5. Выводы по главе 1.

2 РАЗВИТИЕ СТРУКТУРНОГО СИНТЕЗА ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ.

2.1. Общая характеристика методов структурного синтеза выпрямителей.

2.2. Неформализованные методы синтеза устройств выпрямления

2.3. Частично формализованные методы синтеза преобразователей переменного тока в постоянный.

2.3.1. Методы синтеза ТПЧФ выпрямительного агрегата.

2.3.2. Методы синтеза вентильной схемы выпрямительного агрегата.

2.4. Выводы по главе 2.

3. АНАЛИЗ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ С КОЛЬЦЕВЫМИ И

ЛЕСТНИЧНЫМИ ВЕНТИЛЬНЫМИ СХЕМАМИ.

3.1. Общие положения.

3.2. Исследование 12-пульсного выпрямителя с кольцевой вентильной схемой.

3.2.1. Анализ электромагнитных процессов в 12-пульсном выпрямителе с кольцевой вентильной схемой.

3.2.2. Сопоставительное исследование режимов работы и внешней характеристики 12-пульсного выпрямителя с кольцевой вентильной схемой.

3.2.3. Аналитическое исследование режимов работы и внешней характеристики 12-пульсного выпрямителя с кольцевой вентильной схемой.

3.2.4. Применение внешних характеристик для оценки границ нагрузочных и перегрузочных режимов кольцевых схем.

3.2.5. Анализ режима работы вентилей.

3.3. Исследование 12-пульсного выпрямителя с лестничной вентильной схемой.

3.3.1. Анализ электромагнитных процессов в 12-пульсном выпрямителей с лестничной вентильной схемой.

3.3.2. Расчет выпрямителя в составе двухтрансформаторного агрегата.

3.4. Исследование зонного выпрямителя.

3.5. Выводы по главе 3.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ С КОЛЬЦЕВЫМИ И ЛЕСТНИЧНЫМИ ВЕНТИЛЬНЫМИ СХЕМАМИ.

4.1. Экспериментальные исследования 12-пульсного выпрямителя с кольцевой вентильной схемой.

4.4.1. Компьютерная модель.

4.4.2. Физическая модель.

4.2. Экспериментальные исследования зонного выпрямителя с помощью программного пакета Micro-Cap и на физической модели.

4.3. Выводы по главе 4.

Технический уровень современных преобразователей переменного тока в постоянный не всегда соответствует требованиям, предъявляемым к преобразователям на основе вентильных схем (ВС). Так возрастающие требования к качеству преобразования, связанные, в основном, с проблемой электромагнитной совместимости, предопределяют создание новых схем с повышенной пульсностью выпрямленного напряжения. Одним из важных показателей качества преобразования является коэффициент мощности, который существенно возрастает при повышении фазности преобразования. Однако создание схем с большим количеством преобразуемых фаз трудновыполнимо, что связано со сложностью выполнения многообмоточных трансформаторов. Последние годы для решения проблемы повышения коэффициента мощности все чаще используются выпрямители, построенные на основе импульсных схем. Однако на больших мощностях еще долгое время будут использоваться традиционные схемы выпрямления - мостовые и нулевые. Основу преобразователей тяговых подстанций электрического транспорта в настоящее время составляют именно нулевые и мостовые преобразователи. Одной из эффективных мер повышения эффективности преобразования является переход выпрямительных агрегатов (ВА) от шестипульсных к 12-пульсным схемам преобразования. Дальнейшее повышение экономичности ВА может быть достигнуто за счет перехода от мостовых к кольцевым ВС. Данное направление исследований отражено в ряде работ отечественных и зарубежных авторов. Исторически первым можно признать схемное решение 12-пульсного выпрямителя последовательного типа с кольцевой ВС, просматриваемой в работе A.B. Потапова [1]. Аналогичное техническое решение получено независимо и чуть позднее болгарскими исследователями, которые впервые выполнили анализ внешней характеристики 12-пульсного выпрямителя с кольцевой ВС [2]. Рекуррентные алгоритмы построения кольцевых ВС предложены в работе A.M. Репина [3]. Анализ схемных решений и новый метод структурного синтеза кольцевых и лестничных ВС разработаны на кафедре ЭТК НГТУ коллективом авторов под руководством Г.Н. Ворфоломеева. Meтод вращающихся векторных диаграмм, более универсальный по сравнению с рекуррентными алгоритмами, предложен С.А. Евдокимовым [4]. Результаты синтеза кольцевых схем и их анализа схемных решений, проведенного на основе данного метода, отражены в соавторской работе Г.Н. Ворфоломеева, Н.И. Щурова, С.А. Евдокимова [5]. В результате анализа получены практически все топологические и электрические параметры синтезированных кольцевых ВС, в том числе схемы 12-пульсного выпрямителя. Однако полного анализа электромагнитных процессов, а также сопоставительного анализа внешних характеристик мостовых и кольцевых схем проведено не было. В [6, 7, 8] была дана оценка экономической эффективности перехода от мостовых к кольцевым ВС и построены сопоставительные графики КПД мостовых и кольцевых ВС, в соответствии с которыми КПД кольцевых схем повышается не менее чем на 0,25 % по сравнению с мостовыми. Весьма актуальным, с точки зрения автора, является исследование внешней характеристики 12-пульсного выпрямителя с кольцевой ВС, особенно на участке, соответствующем режимам перегрузки. При этом важно сравнение кольцевой схемы с мостовой во всем диапазоне режима работы, в том числе до короткого замыкания. При соответствии внешних характеристик можно окончательно утверждать о целесообразности использовании кольцевых схем взамен мостовых ВС. Помимо изучения внешних характеристик автором предполагается исследование электромагнитных процессов в любых режимах и в любой точке кольцевой ВС на основе кусочно-припасовочного метода.

Не менее важным, по замыслу автора, является исследование 12-пульсного выпрямителя, построенного на основе лестничной ВС, дающей возможность реконструировать отслужившие ВА, построенные по шести-пульсной нулевой схеме с УР. Как показали расчеты, реконструированный вариант преобразователя позволяет не только повысить пульсность выпрямителя, но и повысить уровень выпрямленного напряжения, что дает возможность применить его на грузонапряженных и горных участках железной дороги в качестве питания ЛЭП, к которой подключены пункты ППН, усиливающие мощность контактной сети.

Целесообразно проведение исследований не только для преобразователей с кольцевым и лестничным построением ВС выпрямительных агрегатов (ВА), но и для лестничных зонных преобразователей, внедрение которых на электроподвижном составе (ЭПС) позволит увеличить коэффициент мощности, снизить потери и повысить электромагнитную совместимость. В настоящее время на электровозах переменно-постоянного тока в качестве регуляторов широко применяются зонные преобразователи однофазного напряжения в регулируемое постоянное. Одним из недостатков всех применяемых современных регуляторов является необходимость проведения двойной коммутации в двух контурах силовых цепей регуляторов, один из которых является частью другого, а это требует введения дополнительных углов задержки. Таким образом, двойная коммутация уменьшает рабочую часть периода сетевого напряжения, приводит к дополнительным искажениям формы выпрямленного напряжения и вносит искажения в потребляемый ток.

Целью диссертационной работы является дальнейшее исследование и разработка методов структурного синтеза и схемных решений выпрямителей с улучшенными технико-экономическими показателями для применения на электрическом транспорте.

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

1. Анализ топологии выпрямителей с кольцевым и лестничным построением ВС, выбор схемных решений, рекомендуемых для электрического транспорта.

2. Систематизация неформализованных и частично формализованных методов структурного синтеза, в том числе методов агрегирования, схемотехнического перемещения и методов с использованием диаграмм, отражающих электромагнитные процессы в преобразователях. Определение их достоинств и недостатков.

3. Разработка метода построения структур двухсекционного трансформаторного преобразователя числа фаз (ТПЧФ) с несимметричной формой выпрямленного напряжения секций, упрощающего структуру 6(п+3) - пульсных выпрямителей.

4. Разработка методики определения углов проводимости вентилей и правильного соединения их в кольцо в выпрямителях с кольцевой ВС.

5. Анализ электромагнитных процессов в выпрямителях с кольцевыми ВС с учетом перспектив их внедрения на тяговых подстанциях (ТП) электрического транспорта.

6. Анализ электромагнитных процессов в выпрямителях с лестничной ВС и расчет преобразователя для усиления систем электроснабжения на гру-зонапряженных участках железных дорог.

7. Проведение модельных и экспериментальных исследований разработанных преобразовательных устройств, подтверждающих достоверность теоретических исследований электромагнитных процессов в выпрямителях с кольцевыми и лестничными ВС.

Методы исследования. Для решения поставленных задач применялись теоретические и экспериментальные методы исследований. В основу теоретических исследований положены методы теории электрических и магнитных цепей, метод кусочно-линейного припасовывания, методы структурного синтеза и анализа выпрямителей, геометрический метод представления синтезируемых моделей, методы алгебры, методы, основанные на использовании векторных и временных диаграмм. Расчеты и математические модели выполнены в пакетах-приложениях «MathCAD», «Micro-Сар» и «MATLAB». Достоверность исследований оценивалась сравнительным анализом по математическим моделям, компьютерным моделям, по сходимости результатов математического моделирования и экспериментов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты систематизации схем выпрямления и методов структурного синтеза.

2. Метод композиции несимметричных напряжений двух систем напряжений ТГТЧФ.

3. Результаты сравнения 12-пульсных выпрямителей с мостовыми и кольцевыми ВС, а также модельно-экспериментальное описание преобразователей с кольцевым и лестничным построением ВС.

Научная новизна диссертационной работы.

1. Обобщены характерные свойства выпрямителей, объединенных топологиями ВС, выполненных кольцевыми или лестничными.

2. Выполнена систематизация неформализованных и частично формализованных методов структурного синтеза выпрямителей. При этом рассмотрены и усовершенствованы процедуры метода схемотехнических перемещений.

3. Разработан метод структурного синтеза, основанный на композиции несимметричных напряжений двух систем напряжений ТПЧФ.

4. Выведено уравнение внешней характеристики (ВХ) 12-пульсного выпрямителя с кольцевой ВС и выполнено сравнение ее с ВХ 12-пульсного выпрямителя с мостовой ВС .

Практическая ценность результатов работы.

1. Результаты обобщения схемных решений и систематизация методов структурного синтеза схемных решений способствуют упрощению процедур выбора, а также разработке и расчету новых схем выпрямителей.

2. Обосновано внедрение на ТП электрического транспорта выпрямителей с кольцевыми и лестничными ВС вместо мостовых и лучевых.

3.Разработаны и предложены улучшенные схемные решения однофазных выпрямителей для систем управления электровозами переменного тока.

4. Разработана методика определения углов проводимости вентилей в зависимости от их расположения в структуре вентильного кольца.

Реализация результатов работы. Теоретические положения, методики расчета, экспериментальные установки, полученные в диссертационной работе, нашли применение в учебном процессе НГТУ по направлению 140600 -«Электротехника, электромеханика и электротехнологии». Основные результаты работы были использованы в ходе выполнения работ по гранту молодым учёным мэрии г. Новосибирска при выполнении проекта № 1.2/11944 по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2011 годы)».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: МНСК «Интеллектуальный потенциал Сибири» 22-23 мая 2007 г. (Новосибирск); научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» 6-9 декабря 2007 г. (Новосибирск); МНСК «Интеллектуальный потенциал Сибири»28-29 мая 2008 г. (Новосибирск); научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» 4-7 декабря 2008 г. (Новосибирск); X международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП-2010 (Новосибирск), (The 10th International scientific-technical conference "Actual Problems of electronic instrument engineering proceedings" APEIE-2010); научно-технических семинарах кафедры «Электротехнические комплексы» НГТУ (2004 - 2008).

Основные научные результаты опубликованы в 12 научных работах, из них: 8 - в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ; 2 - в сборниках трудов конференций и 2 патента РФ на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 109 наименований и приложения. Общий объем 207 страниц машинописного текста, в том числе 200 страниц основного текста, включая 115 рисунков, 14 таблиц.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

1. Выполнен анализ выпрямителей с кольцевым и лестничным построением ВС, в ходе которого выбраны схемные решения, рекомендуемые для использования в системах электроснабжения электрического транспорта.

2. Проведена систематизация неформализованных и частично формализованных методов структурного синтеза. Определены достоинства и недостатки представленных методов и усовершенствованы процедуры метода схемотехнических перемещений.

3. Разработан метод построения двухсекционного ТПЧФ с несимметричными напряжениями выпрямительных секций, упрощающий структуру ВО трансформаторов выпрямителей с 6(п+3)-пульсным выпрямленным напряжением.

4. Разработана методика определения углов проводимости вентилей в кольцевой ВС, позволяющая производить выбор и правильное соединение вентилей с фазами ТГТЧФ.

5. Выполнен детальный анализ электромагнитных процессов в 12-пульсном выпрямителе с кольцевой ВС. Показана идентичность электромагнитных процессов и основных расчетных соотношений в выпрямителях с кольцевыми и мостовыми ВС, дающая возможность замены на ТП электрического транспорта мостовых ВС на кольцевые. Это позволяет снизить расход электроэнергии до 6 млн. кВт*ч на сто выпрямителей в год при коэффициенте загрузки 0,25 за счет уменьшения мощности потерь в вентильных плечах.

6. Проведен анализ электромагнитных процессов в выпрямителях с лестничными ВС, результаты которого показывают возможность использования их на тяговых подстанциях грузонапряженных участков железных дорог для повышения и стабилизации уровня напряжения в контактной сети, а также на электроподвижном составе переменного тока, с возможностью повышения коэффициента мощности и упрощения силовой схемы управления электровозом.

7. Разработаны и созданы математические и физические модели, позволившие подтвердить достоверность результатов теоретических исследований электромагнитных процессов в выпрямителях с кольцевыми и лестничными ВС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное в работе исследование, разработка методов структурного синтеза и схемных решений выпрямителей, а также детальный анализ электромагнитных процессов позволили рекомендовать ряд схемных решений с кольцевыми и лестничными ВС, которые позволяют улучшить технико-экономические показатели ВА тяговых подстанций и преобразователей подвижного состава.

В диссертации найдены новые подходы к построению ТПЧФ для схем многопульсных ВА, а также продолжено развитие универсального метода структурного синтеза и схемного анализа, так называемого метода вращающихся векторных диаграмм.

Одной из основных задач исследования явился детальный сравнительный анализ 12-пульсных выпрямителей с мостовыми вентильными схемами, применяемыми на действующих тяговых подстанциях электрического транспорта. Необходимость такого анализа была связана с обоснованием непосредственной замены мостовых вентильных схем на кольцевые без изменения остальных элементов выпрямительного агрегата, в первую очередь - трансформаторного оборудования. Основным показателем для аналитического сравнения была выбрана внешняя характеристика. Решение этой задачи актуально при решении проблемы ресурсо- и энергосбережения.

1. A.c. 129111 СССР. Преобразователь m-фазного переменного напряжения в постоянное Текст. / Ю.В. Потапов. Бюл. № 15, 1980.

2. Репин, A.M. Экономичные высоковольтные преобразователи электроэнергии Текст. /A.M. Репин. Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1987. - № 2. - С. 65-82.

3. Евдокимов, С.А. Синтез схем многопульсных выпрямителей с естественной коммутацией Текст. / С.А. Евдокимов // Материалы VIII Международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения»: в 7 т. Т. 6. Новосибирск: НГТУ, 2006. - С 56 - 63.

4. Ворфоломеев, Г.Н. Синтез схем выпрямления, основанный на топологии вращающихся систем напряжений вентильных обмоток Текст. / Г.Н. Ворфоломеев, С.А.Евдокимов, Н.И.Щуров и др. // Электротехника, 2006. № 10. -С. 33-40.

5. Евдокимов, С.А. Структурный синтез многофазных вентильных преобразователей Текст. / С.А. Евдокимов, Н.И. Щуров // Серия «Монографии НГТУ». Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. - 423 с.

6. Евдокимов, С.А. Анализ и синтез схемных решений вентильных преобразователей для электрического транспорта Текст. / С.А. Евдокимов // Дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. Новосибирск, 2008. - 234 с.

7. Пат. 2368997 РФ. Преобразователь трехфазного напряжения в постоянное Текст. / С.А. Евдокимов. Бюл. № 27, 2009; Приоритет 01.07.09. - 1 с.

8. A.c. 20743 НРБ. Схема на дванадесетфазен преобразовател Текст. / С.Н. Колев, А.К. Калчев, Н.Д. Пантев. 20.12.1975.

9. A.c. 959238 СССР. Преобразователь переменного тока в постоянный Текст. / А.Г. Аслан-заде. Бюл. № 34, 1982. - 6 с.

10. A.c. 520678 СССР. Преобразователь переменного напряжения в постоянное Текст. / А.-М. А.-М. Абдулаев, А.Г. Аслан-заде. Бюл. № 25, 1976. - 4 с.

11. Пат. РФ №2414044. Преобразователь переменного тока в постоянный с 18-кратной частотой пульсации Текст. / С.А. Евдокимов, H.H. Щуров, O.JI. Волкова, A.A. Степанов, В.И. Сопов. Бюл. №7.

12. Евдокимов, С.А. Ротация систем напряжений в преобразователях тяговых подстанций электрического транспорта Текст. / С.А. Евдокимов // «Транспорт: наука, техника, управление». Научный информационный сборник М.: Изд-во ВИНИТИ РАН, № 8, 2010. - С. 20 - 24.

13. Зиновьев, Г.С. Основы силовой электроники: Учебник Текст. / Г.С. Зиновьев. Новосибирск: НГТУ, 2009. - 672 с.

14. Евдокимов, С.А. Ротация фазосдвинутых систем напряжений в вентильных преобразователях Текст. / С.А. Евдокимов // Науч. вест. НГТУ. 2010. - № 3 (40).-С. 127- 142.

15. Репин, A.M. Новые базовые технические решения и классификация вентильных преобразователей энергии Текст. / A.M. Репин // Вопросы радиоэлектроники. Серия ОВР, 1985. Вып.6. - С. 65 - 83.

16. Пат РФ № 2400007. Преобразователь однофазного тока в постоянный Текст. / С.А. Евдокимов, Н.И. Щуров, О.Л. Лагутина. -Бюл. № 26, 2010.

17. Пат РФ № 2368999. Преобразователь переменного напряжения в постоянное Текст. / Г.С. Зиновьев. Бюл. № 27, 2009.

18. Крогерис, А.Ф. Полупроводниковые преобразователи электрической энергии Текст. / А.Ф. Крогерис, К.К. Рашевиц, Л.А. Рутманис и др. Рига: Зинатне, 1969. - 532 с.

19. Пат РФ № 2319280. Источник постоянного тока с 18-кратной частотой пульсации Текст. / С.А. Евдокимов. Бюл. № 7, 2008.

20. Пат РФ № 2319281. Источник постоянного тока с 24-кратной частотой пульсации Текст. / С.А. Евдокимов. Бюл. № 7, 2008.

21. Пат РФ № 2321149. Преобразователь переменного напряжения в постоянное с 24-кратной частотой пульсации Текст. / С.А. Евдокимов. -Бюл. № 9, 2008.

22. Пат РФ № 2340072. Преобразователь переменного напряжения в постоянное Текст. / С.А. Евдокимов. Бюл. № 33, 2008.

23. Пат РФ № 2340998. Преобразователь переменного напряжения в постоянное с 18-кратной частотой пульсации Текст. / С.А. Евдокимов, Г.Н. Вор-фоломеев. Бюл. № 34, 2008.

24. Пат РФ № 2362262. Преобразователь переменного тока в постоянный Текст. / С.А. Евдокимов. Бюл. № 20, 2009.

25. Пат РФ № 2373626. Преобразователь переменного тока в постоянный Текст. / С.А. Евдокимов. Бюл. № 32, 2009.

26. Пат РФ № 2373628. Преобразователь переменного напряжения в постоянное Текст. / С.А. Евдокимов. Бюл. № 32, 2009

27. Пат РФ № 2383986. Преобразователь переменного тока в постоянный с 8-кратной частотой пульсации Текст. / С.А. Евдокимов. Бюл. № 7, 2010.

28. Пат РФ № 2391765. Преобразователь переменного тока в постоянный с 16-кратной частотой пульсации Текст. / С.А. Евдокимов. -Бюл. № 16, 2010.

29. Пат РФ № 2405238. Мостовой преобразователь переменного тока в постоянный Текст. / С.А. Евдокимов. Бюл. № 33, 2010.

30. Пат РФ № 2405240. Двадцатичетырехфазный преобразователь трехфазного напряжения в постоянное Текст. / С.А. Евдокимов. Бюл. № 33, 2010.

31. Пат РФ № 2408970. Восемнадцатифазный преобразователь трехфазного напряжения в постоянное Текст. / С.А. Евдокимов. Бюл. № 1, 2011.

32. Долбня, В.Т. Топологические методы анализа и синтеза электрических систем и цепей Текст. / В.Т. Долбня. Харьков: Вигца шк. Изд-во Харьк. унта, 1974.- 144 с.

33. Калниболотский, Ю.М. Синтез электронных схем Текст. / Ю.М. Кал-ниболотский, Ю.В. Королев. К.: Вища шк., 1979. - 282 с.

34. Ланнэ, A.A. Оптимальный синтез линейных электронных схем Текст. / A.A. Ланнэ. М.: Связь, 1978. - 336 с.

35. Максимович, Н.Г. Методы топологического анализа электрических цепей Текст. / Н.Г. Максимович. Львов: Вища шк., 1970. - 256 с.

36. Сешу, С. Линейные графы и электрические цепи Текст. / С. Сешу, М.Б. Рид. -М.: Высшая шк., 1971. -448 с.

37. Сигорский, В.П. Алгоритмы анализа электронных схем Текст. / В.П. Сигорский, А.И. Петренко. М.: Сов. радио, 1976. - 608 с.

38. Сигорский, В.П. Основы теории электронных схем Текст. / В.П. Сигорский, А.И. Петренко. К.: Техшка, 1967. - 699 с.

39. Ионкин, П.А. Синтез линейных электрических и электронных цепей Текст. / П.А. Ионкин, Н.Г. Максимович, В.Г. Миронов и др. Львов: Вища шк., 1982.-312 с.

40. Артеменко, М.Е. Матрично-тополопчний синтез вентильних перетворювач1в Текст. / М.Е. Артеменко, В.Я. Жуйков, Ю.И. Якименко // Сер1я «Електронш компонента та системи для енергетики». К.: Полггехшка, 2001. - 230 с.

41. Тонкаль, В.Е. Вентильные преобразователи переменной структуры Текст. / В.Е. Тонкаль, B.C. Руденко, В.Я. Жуйков и др. К.: Наук, думка, 1989.-336 с.

42. Глазенко, Т.А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока Текст. / Т.А. Глазенко Л.: Энергия, 1973. - 304 с.

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

44. Руденко, B.C. Расчет устройств преобразовательной техники Текст. / B.C. Руденко, В.Я. Жуйков, И.Е. Коротеев. К.: Техника, 1980. - 136 с.

45. Голембиовский, Ю.М. Методы синтеза преобразовательных систем: учеб. пособие. Текст. / Ю.М. Голембиовский, Н.П. Митяшин, А.Ф. Резчиков. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2001. - 136 с.

46. Шляпошников, Б.М. Игнитронные выпрямители Текст. / Б.М. Шля-пошников. М.: Трансжелдориздат. 1947. - 735 с.

47. Аслан-заде, А.Г. 31Ч-фазные разомкнутые схемы выпрямления и их производные Текст. / А.Г. Аслан-заде, С.А. Евдокимов, О.Л. Волкова // Науч. вест. НГТУ. 2011. - № 3 (44). - С. 159 - 172.

48. Хамудханов, М.З. Компенсационные выпрямители Текст. / М.З. Хамуд-ханов, В.Г. Палванов. Ташкент: Изд-во «ФАН», 1973. - 192 с.

49. А. с. 471643 СССР. Трехфазный выпрямитель Текст. / А.Г. Аслан-заде, Р.Э. Мамедов. Бюл. № 19, 1975.

50. Репин, A.M. Базовые схемы вентильных конверторов электроэнергии Текст. / A.M. Репин // Электрика. 2003. - № 1. - С. 36 - 44.

51. А. с. 120866 СССР. Многофазный глубокорегулируемый ионный преобразователь Текст. / О.А Маевский. Бюл. № 13, 1959.

52. А. с. 1319198 СССР. Девятилучевой преобразователь Текст. / A.M. Репин. Бюл. № 23, 1987.

53. А. с. 1317608 СССР. Преобразователь переменного напряжения в постоянное Текст. / A.M. Репин. Бюл. № 22, 1987.

54. Евдокимов, С.А. Многопульсные выпрямители на основе шестифазных систем напряжений Текст. / С.А. Евдокимов // Науч. вест. НГТУ. 2008. -№4 (33).-С. 93-112.

55. Евдокимов, С.А. Геометрический способ генерации схемных решений преобразователей числа фаз для выпрямителей Текст. / С.А. Евдокимов // Науч. вест. НГТУ. 2008. - № 2(31). - С. 107 - 120.

56. Евдокимов, С.А. Обобщенный 12п-фазный преобразователь на основе шестифазных квазисекторных топологий Текст. / С.А. Евдокимов // Науч. вест. НГТУ. 2009. - № 2 (35). - С. 157 - 170.

57. Евдокимов, С.А. Асимметричные фазопреобразователи в многопульсных схемах выпрямления Текст. / С.А. Евдокимов // Науч. вест. НГТУ. 2009. -№2 (35).-С. 171 - 182.

58. Волкова, O.JI. Методы синтеза структур выпрямителя Текст. / О.Л. Волкова // Сборник научных трудов НГТУ. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011,-№2 (64).-С. 117-122.

59. Евдокимов, С.А. Точки Штейнера в топологии трехфазных систем напряжения Текст. / С.А. Евдокимов // Науч. вест. НГТУ. 2011. - № 5 (42). -С. 93- 107.

60. Евдокимов, С.А. Повышение энергоэффективности трехфазных преобразователей напряжения с помощью метода Штейнера Текст. / С.А. Евдокимов, Н.И. Щуров, O.JI. Волкова, A.A. Степанов // Электротехника, 2011. № 6.-С. 3-9.

61. А. с. 504281 СССР. Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное Текст. / A.A. Абдулаев, А.Г. Аслан-заде, Р.Э. Мамедов. -Бюл. № 7, 1976.

62. A.c. 540334 СССР. Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное Текст. / А.Г. Аслан-заде, Р.Э. Мамедов. Бюл. № 47, 1976.

63. Абдулаев, A.A. Анализ многопульсного выпрямления Текст. / A.A. Абдулаев, А.Г. Аслан-заде // Электричество. 1977. - № 8. - С. 57 - 63.

64. Хохлов Ю.И. Применение компенсированных выпрямителей для питания тяговой нагрузки Текст. / Ю.И. Хохлов // Электричество № 4, 2008 С. 58-62.

65. Веников, В.А. Дальние электропередачи переменного и постоянного тока: Учеб. Пособие для вузов Текст. / В.А. Веников, Ю.П. Рыжов. М.: Энер-гоатомиздат, 1985.-272 с.

66. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники Текст.: учеб. пособие/ Г.С. Зиновьев. Новосибирск: НГТУ, 2003. - 664 с.

67. ГОСТ 16110-82. Трансформаторы силовые. Термины и определения Текст. М.: Изд-во стандартов, 1992. - 42 с.

68. Архангельский, H.JI. Характеристики полупроводниковых преобразователей Текст. / Н.Л. Архангельский, Б.С. Курнышев. Иваново, 2000. - 72 с.

69. Шехтман, М.Г. Режимы работы и внешние характеристики двенадцати-фазной каскадно-мостовой схемы преобразования Текст. / М.Г. Шехтман // Известия НИИПТ вып. 5, 1960г. С. 23 - 63.

70. Поссе, A.B. Схемы и режимы электропередач постоянного тока Текст. / A.B. Поссе. «Энергия» Ленинградское отделение, 1973г. - 305 с.

71. Размадзе, Ш.М. Преобразовательные схемы и системы Текст. / Ш.М. Размадзе. М.: «Высшая школа», 1967. - 528 с.

72. Бородин, Б.А. Мощные полупроводниковые приборы: Диоды: Справочник Текст. / Б.А. Бородин, Б.В. Кондратьев, В.М. Ломакин и др.: Под ред. A.B. Голомедова. М.: Радио и связь, 1985. 400 с.

73. Евдокимов, С.А. Анализ и синтез схемных решений трёхфазных много-пульсных выпрямителей с естественной коммутацией Текст.: Дисс. . канд. техн. наук. / С.А. Евдокимов. Новосибирск, 2006. - 237 с. - Библиогр.: с. 217-231.

74. Размадзе, Ш.М. Выпрямление трёхфазного тока Текст. / Ш.М. Размадзе.- Тбилиси: Издательство «Цодна», 1963. 255 с.

75. Барковский, Б.С. Двенадцатипульсовые полупроводниковые выпрямители тяговых подстанций Текст. / Б.С. Барковский, Г.С. Магай, В.П. Мацен-ко и др.; под ред. М.Г. Шалимова. М.: Транспорт, 1990. - 127 с.

76. Соколов, С.Д. Полупроводниковые преобразовательные агрегаты тяговых подстанций Текст. / С.Д. Соколов, Ю.М. Бей, Я.Д. Гуральник и др. М.: Транспорт. 1979. - 264 с.

77. Зиновьев, Г.С. Высоковольтный DC-DC конвертор для электровозов новой волны Текст. / Г.С. Зиновьев, H.H. Лопаткин, X. Вайс // Электротехника № 12, 2009. -С. 46 -51.

78. Слепцов, М.А. Основы электрического транспорта: учебник для студ. высш. учеб. заведений Текст. / М.А. Слепцов, Г.П, Долаберидзе, A.B. Про-копович и др.; под общ. ред. М.А. Слепцова. М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 464 с.

79. Евдокимов, С.А. Зонное регулирование выходных напряжений в кольцевых и лестничных выпрямителях однофазного тока. Часть 1 Текст. / С.А. Евдокимов, Н.И. Щуров, О.Л. Волкова // Научный вестник НГТУ. 2009. -№4 (37).-С. 145- 154.

80. Евдокимов, С.А. Зонное регулирование выходных напряжений в кольцевых и лестничных выпрямителях однофазного тока. Часть 2 Текст. / С.А. Евдокимов, Н.И. Щуров, О.Л. Волкова // Научный вестник НГТУ. 2010. -№1 (38).-С. 119-127.

81. Пат. 2398344 Российская Федерация, Н02М 7/155. Однофазный преобразователь переменного тока в постоянный Текст. / С. А. Евдокимов, Л.Г. Евдокимова; НГТУ 2009125279; Заяв. 01.07.09; Опуб. 27.08.10, Бюл. № 24; Приоритет 01.07.09. - 1 с.

82. Касьянов, А.Н. Micro-Cap в схемотехнике: учеб. пособие Текст. / А.Н. Касьянов. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2004. - 112с.

83. Сидоров, И.Н. Трансформаторы бытовой радиоэлектронной аппаратуры Текст.: Справочник / И.Н. Сидоров, C.B. Скорняков. 2-е изд., доп. - М.: Радио и связь, 1999. - 336 с.