Одержано точні та наближені розрахункові формули для діючих значень основної та вищих гармонік мережних струмів шестипульсного мостового і дванадцятипульсного двомостового керованих випрямлячів. Показано, що спрощений метод аналізу мережних струмів, якій використовує лінійний закон комутації струмів, дає незначну похибку за величин кутів комутації до pі / 6.

Одержано розрахункові формули для визначення гармонічного складу вихідної напруги шестипульсного компенсованого керованого випрямляча в режимі рівності абсолютних значень кутів керування без урахування та з урахуванням комутації струму у тиристорах. Проведено порівняння теоретичних розрахунків з експериментальними результатами, знятими з комп'ютерної моделі шестипульсного компенсованого керованого випрямляча.

Одержано розрахункові формули для визначення гармонік току мережі компенсованого керованого випрямляча за лінійного закону комутації струмів тиристорів у режимі повної компенсації реактивної потужності. Наведено залежності коефіцієнтів спотворення та несинусоїдальності від кута керування.

Одержано аналітичні залежності величин гармонік струму мережі від амплітуди пульсації струму навантаження шестипульсного компенсованого керованого випрямляча. Експериментально перевірено одержані залежності за допомогою віртуальної моделі керованого випрямляча.

Індекс рубрикатора НБУВ: З19

Рубрики:

Енергетичне господарство. Енергопостачання

Шифр НБУВ: Ж14164 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проведена сравнительная оценка энергоэффективности пяти возможных систем электроснабжения подвижного состава метрополитена, четыре из которых являются альтернативой существующей в Украине. Предложен метод оценки показателей энергетической эффективности систем электроснабжения, основанный на использовании понятий "энергия" и "потери энергии". Показано, что использование энергоемких накопителей энергии в системах электроснабжения метрополитена позволит не только уменьшить суммарный объем электроэнергии, потребляемый из сети, но и значительно сократить потери энергии при ее транспортировании и потреблении.

Показано, что использование энергоемких накопителей энергии в системах электроснабжения метрополитена позволит не только уменьшить суммарный объем электроэнергии, потребляемой из сети, но и значительно сократить потери энергии при ее передаче и потреблении.

Представлен обзор основных научных работ кафедры промышленной и биомедицинской электроники НТУ "ХПИ" в области электромагнитной совместимости преобразовательных систем и энергосбережения: компенсированный управляемый выпрямитель, теория мгновенной активной и реактивной мощностей, преобразование координат пространственных векторов напряжений и токов, расчет потерь энергии и кпд в системе электроснабжения и практическое применения результатов научно-исследовательских работ. Приведена первая часть обзора научных работ кафедры.

Представлен обзор основных научных работ кафедры промышленной и биомедицинской электроники НТУ "ХПИ" в области электромагнитной совместимости преобразовательных систем и энергосбережения: компенсированный управляемый выпрямитель, теория мгновенной активной и реактивной мощностей, преобразование координат пространственных векторов напряжений и токов, расчет потерь энергии и кпд в системе электроснабжения и практическое применения результатов научно-исследовательских работ. Приведена вторая часть обзора научных работ кафедры.

Получено уточненное соотношение, связывающее мощность дополнительных потерь с реактивной мощностью и пульсациями мгновенной активной мощности для трехфазных трехпроводных систем электроснабжения с симметричным источником синусоидальных напряжений. Для проверки корректности полученного соотношения создана компьютерная Matlab-модель трехфазной системы электроснабжения. Предложены основы метода определения причины дополнительных потерь в системе электроснабжения по значению их составляющих.

Задана цель дать ответы на вопросы, способные раскрыть физический смысл термина "реактивная мощность" с обоснованием принимамых допущений применительно к трехфазным трехпроводным и четырехпроводным системам электроснабжения. Использовалась эквивалентная графическая замены сложной разветвленной схемы системы электроснабжения упрощенной расчетной схемой, методы теории электрических цепей, современные теории мгновенной активной и реактивной мощностей, компьютерное моделирование в среде Matlab. Даны ответы на шесть основных вопросов, раскрывающих физический смысл понятия "реактивная мощность". Сформулированы несколько определений термина "реактивная мощность". Обоснованы допущения, позволяющие предложить универсальную расчетную формулу для определения относительной суммарной мощности потерь в трехфазной системе электроснабжения как сумму четырех составляющих, обусловленных: минимально возможными потерями, реактивной мощностью, пульсациями мгновенной активной мощности и протеканием тока в нулевом проводе. Впервые предложено определение, раскрывающее физический смысл термина "реактивная мощность" для трехфазных систем электроснабжения, отвечающее положениям современных теорий мгновенной активной и реактивной мощностей. Развиты положения метода оценки энергетической эффективности систем электроснабжения с нелинейной нагрузкой, основанные на расчете дополнительных составляющих мощности потерь. Дальнейшее развитие метода позволит внести дополнения в практику расчета, выбора и эксплуатации силовых активных фильтров.

Цель работы - получение соотношений для определения составляющих суммарной мощности потерь с использованием p-q-r теории мощности для трехфазных четырехпроводных систем электроснабжения, однозначно связывающих четыре компоненты: минимально возможную мощность потерь; мощность потерь, обусловленную реактивной мощностью; мощность потерь, обусловленную пульсациями мгновенной активной мощности; мощность потерь, обусловленную протеканием тока в нулевом проводе. Для проведения исследований использовались положения p-q-r теории мощности, теория электрических цепей, математическое моделирование в пакете Matlab. Получено точное расчетное соотношение, позволяющее рассчитать суммарную мощность потерь в трехфазной четырехпроводной системе электроснабжения через три составляющие, соответствующие проекциям обобщенных векторов тока и напряжения на оси pqr системы координат. Впервые установлена математическая связь между пространственным векторным представлением мгновенных величин и составляющими мощности суммарных потерь в трехфазных четырехпроводных системах электроснабжения. Использование предложенной методики позволит создать измерительный прибор для определения текущего значения составляющих мощности суммарных потерь в трехфазных системах, оперирующий измерительной информацией о мгновенных значениях токов и напряжений.

Отмечено, что оценка энергетической эффективности трехфазных систем электроснабжения при передаче энергии от источника в нагрузку создает необходимость появления новых теорий, описывающих причины возникновения дополнительных потерь и их вес в общих суммарных потерях энергии. Цель работы - разработка удобного математического аппарата для такой оценки и экспериментальная проверка его корректности. Использовалась современная теория мгновенных активной и реактивной мощностей, графическое замещение сложной разветвленной системы электроснабжения упрощенной расчетной схемой, теория электрических цепей, компьютерное моделирование в программной среде Matlab. Получено универсальное расчетное соотношение для определения составляющих суммарной мощности потерь в трехфазных системах электроснабжения с трехфазным симметричным источником синусоидальных напряжений. Проверка полученного соотношения на созданной Matlab-модели трехфазной системы электроснабжения показало высокую точность совпадения теоретических результатов с результатами компьютерного моделирования. Впервые получено соотношение, связывающее реактивную мощность, а также пульсации мгновенной активной мощности с соответствующими составляющими дополнительных потерь, что позволило предложить уникальный метод весовой оценки последних. Разработаны положения для детектирования причин возникновения дополнительных потерь в трехфазных системах электроснабжения с симметричным синусоидальным источником напряжения, а также для обоснования корректности выбора фильтро-компенсирующего устройства, при использовании которого система электроснабжения будет работать в режиме с минимальными потерями энергии. Создана компьютерная Matlab-модель, позволяющая исследовать энергетическую эффективность трехфазной системы электроснабжения и рассчитывать составляющие мощности дополнительных потерь при любых возможных причинах их возникновения.

Обгрунтовано можливість збільшення коефіцієнта корисної дії контактної мережі постійного струму за рахунок використання активних випрямлячів - джерел напруги (АВДН) у силовому обладнанні тягових підстанцій для стабілізації напруги на струмоприймачі електрорухомого складу. Одержано розрахункові формули, що дають можливість розраховувати траєкторії стабілізації напруги на струмоприймачі рухомого складу в залежності від положення електропоїзда на міжпідстанційній ділянці, для двох способів стабілізації - "синхронного" і "асинхронного".

Отримано аналітичні співвідношення для розрахунку максимально можливого коефіцієнта корисної дії системи електропостачання з регульованим електроприводом для трьох режимів роботи, обумовлених напрямком потоку енергії в системі - прямого, зворотного і двоспрямованого. Показано, що навіть за високих значень ККД системи електропостачання в прямому і зворотному потоках (у разі високих значень коефіцієнта повернення енергії) ККД у двоспрямованому потоці може бути неприйнятно малим.

Цель статьи - исследование особенностей построения силовых цепей многоуровневого модульного преобразователя (ММС) электроэнергии для линий электропередачи постоянного тока, исследование его принципов работы и основных характеристик. Для проведения исследований использовалась теория электрических цепей, математическое моделирование в пакете Matlab. Построена Matlab-модель силовой схемы ММС с шунтированием всех плеч источниками тока, позволившая проверить корректность формул для характеристик предложенных схем. Предложены варианты силовых схем ММС с шунтированием всех плеч преобразователя источниками тока. Составлены таблицы состояний HB и FB модулей при прямом и обратном направлении токов плеч. Использование предложенной структуры силовой схемы преобразователя и алгоритмов работы силовых транзисторных модулей позволит определить сферу их применения, поможет в синтезе системы управления и анализе возможных аварийных режимов MMC.

Цель работы - оценка КПД системы электроснабжения метрополитена, в которой используется четырёхквадрантный привод постоянного тока с рекуперацией энергии в питающую сеть в режиме торможения. Для проведения исследований использовалась теория электрических цепей, математическое моделирование в пакете Matlab. Получена теоретическая зависимость КПД СЭ с двунаправленным потоком энергии от коэффициента резистивного короткого замыкания на клеммах нагрузки. Теоретический результат проверен моделированием. Разработана эквивалентная схема системы электроснабжения метрополитена с четырёхквадрантным приводом постоянного тока и возможностью рекуперации энергии в питающую сеть в режиме торможения, определены её параметры, задан график движения электропоезда. Использование полученных зависимостей и результатов моделирования позволит определить направление перспективного развития системы электроснабжения метрополитена, оптимизировать её энергоэффективность.

Розглянуто питання підвищення енергоефективності трифазних систем електропостачання засобами силової електроніки: шляхом використання паралельного силового активного фільтра й енергоємного накопичувана енергії. Запропоновано концепцію мінімізації втрат у трифазних системах електропостачання. Розвинуто засади сучасної теорії активної і реактивної потужності. Уперше отримано розрахункове співвідношення й запропоновано систему складових сумарної потужності втрат, кожна з яких відповідає особливостям електромагнітних процесів у трифазній системі електропостачання.

Доведено еквівалентність "векторного", який засновано на перетвореннях координат p-q-r теорії миттєвої потужності, та "пропорційного", заснованого на пропорційно-векторній теорії потужності, способів синтезу систем керування паралельним силовим активним фільтром трифазної чотирипровідної системи електропостачання. Одержано нові розрахункові співвідношення задля визначення струмів компенсатора, що дають змогу врахувати нелінійність та асиметрію як фазних напруг мережі, так і фазних струмів навантаження. Показано, що перехід від структурної схеми системи керування, яку побудовано на класичних перетвореннях p-q-r теорії миттєвої потужності, до структурної схеми, заснованої на розрахунку коефіцієнту пропорційності між модулем просторового вектора напруги мережі з частковим послабленням складової нульової послідовності і модулем постійної складової проекції вектора струму навантаження на вісь "р", дає змогу більш ніж вдвічи зменшити кількість математичних операцій, необхідних задля реалізації алгоритмів керування за тієї ж самої якості компенсації.