Диссертация (1144094), страница 17
Текст из файла (страница 17)
В соответствие с ожиданием токи и напряжениянесимметричны, но синусоидальны (фазе напряжения с меньшей амплитудой,соответствует фаза с наибольшим током).(а)(б)Рисунок 4.18 – Напряжения в точке подключения сетевого инвертора к сети ивходные токи АВ при однофазном провале напряжения и управлениивыпрямителем, обеспечивающим постоянный поток мощности112Несмотря на то, что этот способ управления обеспечивает синусоидальностьтоков выпрямителя (рисунок 4.18 (а)), он также имеет существенный недостаток.Так как ток в одной из фаз значительно превосходит токи других фаз, нагрузканеравномерно распределяется на плечи инвертора, что может привести к егоперегрузке.Гармонический состав входных токов АВ, представлен на рисунке 4.19.Коэффициент несинусоидальности в описываемом случае равен 1,11%, при этом,как и в предыдущих случаях, третья гармоника обладает самой большойамплитудой, среди представленных в спектре составляющих.Рисунок 4.19 – АЧХ входного тока АВ при однофазном провале напряжения иуправлении выпрямителем, обеспечивающим постоянный поток мощностиКак было показано в предыдущих разделах, можно сохранить постояннуюсоставляющую потока мощности, симметрично изменяя полуоси годографавектора токов.
Полученные с помощью уравнений 4.26 и 4.27 коэффициентыследует можно использовать для формирования в задания для составляющих тока(уравнение 4.28 и 4.30).Работа выпрямителя с описанной системой управления проиллюстрированарисунками 4.20 и 4.21. Видно, что во время несимметричного проваланапряжения система управления поддерживает токи АВ симметричными исинусоидальными. Амплитуда их несколько возрастает, однако пики тока непревышают аналогичные значения при векторном управлении.113Рисунок 4.20 – Напряжения в точке подключения сетевого инвертора к сети ивходные токи АВ с предлагаемым управлением в нормальном режиме работы(выделено серым) и при несимметричном провале напряженияРисунок 4.21 – Напряжение ЗПТ АВН при формировании обобщенного векторатока в соответствие с параметрами обобщенного вектора напряженияНапряжение ЗПТ, как и в предыдущем случае поддерживается нанормальном уровне, однако, как и в предыдущем случае в напряжении возникаютпульсации.При моделировании амплитуда пульсаций напряжения ЗПТ составила 5 В, аамплитуда биений, вычисленная по предлагаемой формуле, равна 4,1 В.114Постоянная составляющая напряжения ЗПТ была принята равной заданию дляконтура регулирования напряжения.
Амплитуда колебаний в напряжении ЗПТнезначительна, однако возможность оценки этого параметра позволяет приниматьобоснованное решение о переводе АВ в режим поддержания симметричных илинесимметричных синусоидальных токов.115Выводы по Главе 41.Показано, что ЧРП, оборудованный АВН с векторным управлениемспособен успешно преодолевать провалы напряжения, однако, принесимметричныхисточникомпровалахвысшихнапряжениягармоник.преобразовательВыявленыпричиныявляетсявозникновенияискажений входных токов выпрямителя в условиях несимметричногонапряжения,асамапроблемапроиллюстрированаспомощьюкомпьютерного моделирования.2.Получены аналитические зависимости, устанавливающие связь междупараметрами годографа входных токов и составляющими потока мощности,на основании которых сформулированы условия, выполнение которыхобеспечивает синусоидальность входных токов устройства и постоянствопотока мощности при несимметричном питающем напряжении.3.Разработана система управления АВН, учитывающая параметры годографаобобщенноговекторапитающегонапряжения,иформирующаяобобщенный вектор входных токов таким образом, чтобы добитьсясинусоидальных входных токов в несимметричных режимах.4.Компьютерное моделирование АВН с предлагаемой системой управленияпоказало, что токи во время несимметричного провала напряженияостаются синусоидальными (коэффициент гармонических искажений тока в9 раз меньше по сравнению с векторным управлением, не учитывающимтраекторию вектора напряжения), напряжение звена постоянного токатакже поддерживается на постоянном уровне.5.Предложен способ формирования задания входных токов преобразователя,обеспечивающий как синусоидальность, так и симметрию входного токаАВН, целесообразность перевода преобразователя в предлагаемый режимпредлагаетсяопределятьнаоснованииоценкиамплитудыбиенийнапряжения ЗПТ, возникающих при работе преобразователя в этом режиме.116ЗАКЛЮЧЕНИЕВ ходе решения актуальной научно-технической задачи по обеспечениюбесперебойной работы ЧРП при провалах напряжения решены следующие задачи:1.Выполнен анализ частоты и последствийвозникновения проваловнапряжения, который показал, что к остановке ЧРП технологических установокпромышленности чаще всего приводят провалы напряжения длительностью от 50мс и глубиной более 20%, что определяет требования к скорости и точностиопределения параметров провала напряжения для принятия мер по ихпреодолению.2.Разработанитерационныйалгоритм,позволяющийподанным,зафиксированным за малую часть периода питающего напряжения, получитьинформацию о величине прямой и обратной последовательности напряжения иоценить точность проведенных вычислений.3.Для оценки точности работы предлагаемого алгоритма было проведенокомпьютерное моделирование работы ЧРП с диодным выпрямителем в условияхпровалов напряжения различного типа.
Сравнение результатов моделирования, срезультатами вычислений алгоритма показало, что алгоритм определяетпараметры напряжения ЗПТ корректно. Максимальная ошибка вычисленийсоставила 3,2%, в то время как в прочих случаях ошибка не превысила 1,5%.4.Сравнение данных эксперимента с результатами вычислений посредствомпредлагаемого алгоритма показало, что максимальная ошибка вычислений призаданной ошибке определения частоты напряжения в 5%, составила 6%, в товремя как максимальная ошибка определения напряжения ЗПТ не превысила 8% в100% случаев и 6% в 90% случаев.
Экспериментальные данные были получены входе серии экспериментов на разработанной натурной модели ЧРП с диоднымвыпрямителем и схемой формирования несимметричного напряжения питания.5.Установлено, что ориентирование вектора тока по вектору напряжения вовремя несимметричных провалов напряжения приводит к искажению входныхтоковАВсвекторнымуправлением.Дляобеспеченияпостоянной117электромагнитнойсовместимостипреобразователяспитающейсетью,предложено модифицировать структуру системы управления устройства.6.Для формирования корректного задания АВ при провалах напряжения заоснову взят принцип постоянства потока мощности, который в синусоидальномнесимметричном режиме достигается, если годограф обобщенного вектора токатрехфазной сети находится в той же КСК, что годограф обобщенного векторанапряжения, а длины полуосей годографов тока и напряжения обратнопропорциональны друг другу.7.Разработана система управления АВ, позволяющая добиться постоянногопотока мощности и синусоидальных входных токов при несимметричномнапряжении в точке подключения преобразователя к сети.
Результативностьпредложенного подхода подтверждена данными компьютерного моделирования.8.Результаты, полученные в ходе диссертационного исследования, внедрены вработу предприятия АО «Новая ЭРА», а также в учебный процесс СанктПетербургского горного университета.118СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ[1] Абрамович Б.Н. Система бесперебойного электроснабженияпредприятий горной промышленности/ Б.Н.
Абрамович// Записки горногоинститута. – 2018. – (229). – C.31–40.[2] Абрамович Б.Н. Энероэффективные системы электроснабженияпромышленных потребителей постоянного тока/ Б.Н. Абрамович, В.В. Полищук,А.А. Веприков // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2017. – (7). – C.309–314.[3] Барданов А.И. Вектор мгновенной реактивной мощности в трехфазныхнесимметричных сетях/ А.И. Барданов// Современные научные исследования иинновации [Электронный ресурс].
URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/09/57392.[4] Белый А.В. Новый метод компенсации реактивной мощностипосредством активных выпрямителей для промышленных умных сетей/А.В. Белый, А.С. Маклаков, А.А. Радионов // Электротехнические системы икомплексы. – 2015. – № 27 (2). – C.31–36.[5] Бессонов Л.А. Теоретические основыэлектротехники 9-е изд./Л.А. Бессонов – М.,1996. – 574 c.[6] Брылина О.Г. Исследование трехфазного активного выпрямителя/О.Г. Брылина, М.В.
Гельман// Электротехнические системы и комплексы. – 2014.– № 22 (1). – C.47–50.[7] Васильевич В.А. К вопросу мониторинга качества электрическойэнергии/В.А. Васильевич,Х.А.Леонидович//ИзвестияТомскогополитехнического университета. – 2015. – № 3 (326). – C.76–85.[8] Гуров А.А. Обоснование методики статистического исследованияпровалов напряжения в системах электроснабжения общего назначения/А.А. Гуров, Ю.А. Сергунов// Диагностика и надежность электрооборудования. –2000. – (1). – C.15–20.[9] Анализ влияния провалов напряжения на показатели работы системэлектроснабжения/ С.В. Ершов, Б.А. Жабин// Известия ТулГУ.
Техническиенауки. – 2013. – № 2 (12). – C.62–72.[10] Ершов С.В. Анализ средств и способов ограничения влияния проваловнапряжения/ С.В. Ершов, М.С. Пигалов// Известия ТулГУ. Технические науки. –2017. – № 1 (12). – C.95–104.[11] Калачев Ю.Н.
Векторное регулирование (заметки практика)/Ю.Н. Калачев – М.2013. – 63 c.[12] Квашина Г.В. Резервирование электропитания и компенсацияреактивной мощности силового привода лифтового оборудования/ Г.В. Квашина,Е.А. Чащин, С.Р. Борзов, В.Г. Ефремов// Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ».– 2016. – № 1 (8). – C.1–10.[13] Козярук А.Е. Методы и средства повышения энергоэффективностимашин и технологий с асинхронными электроприводами/ А.Е. Козярук,Б.Ю. Васильев// Вестник Южно-Уральского государственного университета.серия «Энергетика».
– 2015. – № 1 (15). – C.47–53.[14] Костенко М.П. Электрические машины, часть 2 / М.П. Костенко,119Л.М. Пиотровский 3-е изд. // – Ленинград,1973. – 648 c.[15] Кувшинов А.А. Алгоритм расчета параметров схемы замещенияасинхронного двигателя по каталожным данным/ А.А. Кувшинов, М.С. Макеев//Вектор науки ТГУ. – 2013. – № 23 (1). – C.108–112.[16] Николаев А.А. Исследование влиянияпровалов напряжения в системеэлектроснабжения завода MMK Metalurji на работу главных электроприводовстана горячей прокачки/ А.А. Николаев, А.С.
Денисевич, И.А. Ложкин,М.М. Тухватуллин// Электротехнические системы и комплексы. – 2015. – № 28(3). – C.8–14.[17] Новожилов Н.Г. Структура и алгоритмы управления асинхроннымчастотно-регулируемым электроприводом при провалах напряжения вэлектрической сети: Диссертация на соискание ученой степени кандидататехнических наук. – СПб.,2017. – 220с.[18] Радионов А.А. Компенсация реактивной мощности в сети с помощьюактивного выпрямителя напряжения/ А.А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
