Синтез електричних кіл коригуючих пристроїв з активним вхідним опором

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна Академія наук України

Інститут електродинаміки

УДК 621.314.58

Мостовяк Данило Іванович

СИНТЕЗ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ

КОРИГУЮЧИХ ПРИСТРОЇВ З АКТИВНИМ

ВХІДНИМ ОПОРОМ

Спеціальність 05.09.05 - теоретична електротехніка

АВТОРЕФЕРАТ

Дисертації на здобуття наукового

ступеня кандидата технічних наук

Київ - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у відділі стабілізації параметрів електромагнітної енергії Інституту електродинаміки НАН України, м. Київ.

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор, академік НАН України Шидловський Анатолій Корнійович, Інститут електродинаміки НАН України, завідувач відділу

Офіційні опоненти:

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник Новосельцев Олександр Вікторович, Інститут загальної енергетики НАН України, провідний науковий співробітник;

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Голубєв Віталій Володимирович, Інститут електродинаміки НАН України, старший науковий співробітник.

Провідна установа - Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України, кафедра теоретичної електротехніки, м.Київ.

Захист відбудеться 03 жовтня 2000р. об 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.187.01 при Інституті електродинаміки НАН України (03680, Київ-57, пр.Перемоги, 56, тел. 446-91-15).

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту електродинаміки НАН України.

Автореферат розіслано 21 червня 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради В.С. Федій

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Вступ. Впровадження нових технологій і електроустаткування з нелінійними вольт-амперними характеристиками (вентильні перетворювачі, електродугові сталеплавильні печі, апарати електродугового і контактного зварювання, установки індукційного і електроконтактного нагріву та інші) змінює характер споживання електричної енергії. Споживання стає все більш несиметричним, незрівноваженим, несинусоїдним, різкозмінним та імпульсногенеруючим, що в умовах зменшення резерву генеруючих потужностей в живильній мережі значно ускладнює електропостачання. Це викликає підвищений нагрів електроустаткування, скорочення його строку служби, появу додаткових втрат активної та реактивної енергії в електроенергетичних системах постачальника та схемах споживання приймачів енергії.

Актуальність теми. Численні публікації, що відображають питання забезпечення симетричного, зрівноваженого і синусоїдального режимів, присвячені проблемі розробки спеціальних коригуючих пристроїв (КП), які являються найбільш ефективним і економічним засобом нормалізації показників якості електричної енергії в багатофазних системах. Існуюча теорія, методи і принципи побудови КП дозволяють їх розробку для електричних систем зі стаціонарними несиметричними споживачами.

Наявність нестаціонарних і нелінійних навантажень, нелінійність окремих елементів в мережі обумовлюють моделювання процесів в багатофазних системах нелінійними інтегро-диференційними рівняннями. Аналітичний розв'язок задачі аналізу, тобто знаходження напруг та струмів, є можливим тільки в окремих випадках простих кіл з однозначними нелінійними характеристиками елементів. Тому відомі методи дослідження КП, які побудовані на використанні виразів для режимних параметрів елементів, непридатні. Неможливе застосування існуючих методів побудови КП для нестаціонарних і нелінійних навантажень із використанням способу компенсації струмів зворотньої та нульової послідовностей, так як визначення симетричних складових не можна застосувати в зв'язку з втратою принципу суперпозиції, який застосовується тільки для лінійних кіл. Неможлива побудова схем КП із використанням принципів компенсації реактивної потужності, так як загальноприйняте поняття останньої є не досить строгим у випадках несиметрії та несинусоїдальності. Таким чином, розв'язок актуальної проблеми підвищення якості електричної енергії в електричних системах неможливий без розвитку теорії коригуючих пристроїв для несиметричних, нестаціонарних і нелінійних навантажень.

В оптимальному розумінні вимоги, щоб коефіцієнт несиметрії напруг і струмів дорівнював нулю, коефіцієнт потужності був рівним одиниці і коефіцієнт несинусоїдальності забезпечувався мінімальним, означають, що вхід коригуючого пристрою характеризується однофазним чи трифазним активним опором.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у відповідності до планів і досліджень НАН України за темою “Технологія” (Шифр 1.7.3.116, затверджена Пост. Бюро ВФТПЕ НАНУ протоколом № 9 від 27.12.1994 р.) та відповідно до програми Міністерства науки і технологій України 4.08 “Високоефективні енергозберігаючі електротехнологічні та електротехнічні системи” за договором № 2/1138-97 “Розробка і впровадження енергозберігаючих напівпровідникових перетворювачів змінного струму підвищеної частоти із оптимальним адаптивним управлінням для створення нових електротермічних технологій”.

Мета і задачі наукових досліджень. Метою даної дисертаційної роботи є розробка методик і умов синтезу електричних кіл коригуючих пристроїв для стаціонарних, нестаціонарних і нелінійних навантажень на основі апріорних співвідношень активного вхідного опору з їх структурною реалізацією на базі реактивних та ідеальних чотириполюсників, необхідних для побудови перетворювальних та коригуючих пристроїв електромагнітно сумісних з живлячою мережею та споживачами.

Досягнення визначеної мети вимагало вирішення таких задач:

- вибір і обгрунтування вихідної математичної моделі, яка враховує основні вхідні і вихідні величини та співвідношення між ними для електричних кіл з активним вхідним опором;

- відпрацювання методик синтезу схем електричних кіл коригуючих пристроїв з активним вхідним опором;

- проведення синтезу електричних кіл КП з однофазним та трифазним активним вхідним опором для стаціонарних, нестаціонарних та нелінійних навантажень;

- теоретичне дослідження електричних кіл коригуючих пристроїв та перетворювачів різного функціонального призначення при активному вхідному опорі;

- розробка чисельних схем реалізації отриманих розрахункових співвідношень для режимних параметрів накопичуючих кіл пристроїв при нестаціонарних та нелінійних навантаженнях.

Наукова новизна одержаних автором результатів полягає в наступному:

- розвинута аналітична методика синтезу схем нового класу електричних кіл КП з урахуванням апріорної умови активного вхідного опору на основі реактивних та ідеальних чотириполюсників;

- вперше одержані структури, схеми, параметри елементів електричних кіл КП з урахуванням однофазного активного вхідного опору для стаціонарних і нестаціонарних навантажень, навантажень постійного струму та нелінійних навантажень;

- розроблена нова методика і умови синтезу кривих режимних параметрів накопичуючих елементів коригуючих кіл в залежності від зміни вхідних і вихідних миттєвих потужностей;

- вперше синтезовані структури та схеми електричних кіл КП з урахуванням трифазного симетричного вхідного активного опору для стаціонарних, нестаціонарних і нелінійних навантажень;

- розвинуті взаємозв”язані аналітичні методики аналізу та синтезу електричних кіл перетворювачів з активним вхідним опором для електротехнологічних навантажень.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що наукові положення доведені до степені придатної для практичного використання при розрахунках схем перетворювачів, які електромагнітно-сумісні з живлячою мережею.

Результати досліджень знайшли практичне використання при розрахунках струмів та напруг накопичуючих елементів для напівпровідникових перетворювачів змінного струму підвищеної частоти для електротермічних навантажень відповідно до проекту 4.08/2420 Державної науково-технічної програми 4.08.

Особистий внесок автора. Самостійно розвинув аналітичну методику і розробив умови синтезу електричних кіл з активним вхідним опором. Робота [6] написана особисто. В працях, які опубліковані у співавторстві, особисто автору належить: в роботі [1] - розроблена методика синтезу накопичуючих кіл універсального перетворювача; в роботі [2] - синтезована структурна схема і отримані математичні співвідношення для параметрів накопичуючого чотириполюсника; в роботі [3] - синтезовані схеми ідеальних багатополюсників; в роботі [4] - розроблена методика синтезу передаточних параметрів ідеального перетворювача; в роботі [5] - побудовані аналітичні моделі для електричних навантажень; в роботі [7] - приведені математичні моделі електричних кіл перетворювачів з активним вхідним опором.

Апробація результатів дисертації. Основні теоретичні положення, результати та висновки дисертаційної роботи доповідались на семінарі Наукової Ради НАН України по комплексній проблемі “Наукові основи електроенергетики” (вересень 1999 р.); окремі результати роботи були заслухані на: четвертій Науково-технічній конференції “Проблеми нелінійної електротехніки” (Київ, 1992 р.), спільній українсько-польскій школі-семінарі “Актуальні проблеми теоретичної електротехніки”: Наука і дидактика” (Алушта, 1999 р.), третій міжнародній науково-технічній конференції “Математичне моделювання в електротехніці, електроніці та електроенергетиці (Львів, 1999 р.).

Публікація результатів наукових досліджень. За темою дисертації опубліковано 7 наукових робіт, в тому числі: 4 статті у фахових наукових виданнях та 3 доповіді на конференціях.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел та додатку. Загальний обсяг роботи складає 157 сторінок, у тому числі на 35 сторінках розміщені 86 рисунків, список літератури з 104 найменувань та один додаток.

електричне нелінійний реактивний чотириполюсник

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтована актуальність проблеми побудови коригуючих пристроїв з активним вхідним опором, сформульовані мета та задачі наукового дослідження, викладено наукову новизну, практичне значення одержаних результатів, наведена інформація про особистий внесок автора і реалізацію роботи, її апробацію та публікації, викладена структура дисертаційної роботи.

У першому розділі розглянуті основні критерії вхідного опору багатополюсних електричних кіл. Активний опір чисельно визначається як відношення миттєвої потужності до квадрата миттєвого значення струму , який протікає через опір.

Вхідний опір чотириполюсника, рівняння усталеного процесу якого записуються рівняннями

, (1)

де - параметри холостого ходу чотириполюсника, А

- вхідні та вихідні струми та напруги, визначається формулою

, (2)

Вхідний опір для ідеального трансформатора чи вентильного перетворювача із врахуванням їх рівнянь

, , (3)

де- миттєві значення вхідних та вихідних струмів та напруг;

- передаточний коефіцієнт, записується так

(4)

Для гіратора із змінним опором формула (4) має вигляд

(5)

В розділі наведені вхідні параметри ідеальних нестаціонарних багатополюсників і їх заступні схеми, для яких повинні виконуватися співвідношення

, (6)

де - матриця змінних коефіцієнтів багатополюсника.

Приведені вхідні параметри реактивних, нестаціонарних і нелінійних навантажень. Для компенсації реактивної потужності і вищих гармонічних складових таких елементів необхідно використовувати коригуючі пристрої, побудова яких можлива на основі синтезу схем накопичуючих реактивних та ідеальних багатополюсників з активним вхідним опором.

У другому розділі розроблена методика синтезу електричних кіл КП з однофазним вхідним опором.

Для схеми коригуюче коло - стаціонарне навантаження маємо рівняння

(7)

де - сумарні індуктивності і обернені ємності елементів, які входять у вхідний і вихідний контури КК, - індуктивність і обернена ємність елементів, які входять одночасно в перший і другий контури КК; - заряди і їх похідні другого порядку; - опір, ємність і індуктивність навантаження; t -час.

Виходячи з умови активного вхідного опору

(8)

З

рівнянь (7) отримаємо

(9)

Формули (9) визначають узагальнені Z-параметри коригуючого кола, яке забезпечує при заданому стаціонарному навантаженні активний вхідний опір. Із врахування формул (9) можна синтезувати параметри елементів схем КП. Умова означає, що коригуючим колом може бути симетричний реактивний чотириполюсник, заступні схеми якого приведені на рис. 2 і 3, де

(10)

(11)

Синтезовані коригуючі чотириполюсники для навантажень постійного струму. Структурна схема такого КП показана на рис. 4, її рівняння такі

(12)

Якщо вхідні струм та напруга мають вид (8), а на виході ідеального чотириполюсника підключається резистивний опір R (рис.5), то напруга на виході і коефіцієнт передачі визначаються формулами

(13)

Коли на виході ідеального чотириполюсника підключається джерело напруги, включене послідовно з резистивним елементом (рис. 6) маємо рівняння стану таке

(14)

розв'язком якого є

(15)

Розглянуто режим активно-індуктивного навантаження для ідеального чотириполюсника (рис.7), рівняння стану якого таке

,

його розв'язок має вид

,

(16)

де - значення струму в початковий момент.

Для схеми навантаження (рис.8) синтезовані такі параметри

(17)

де - напруга на конденсаторі в початковий момент.

Синтезована структура коригуючого пристрою для нестаціонарного навантаження (рис.9), для якої

Загальна структура коригуючого пристрою для нелінійного навантаження приведена на рис. 10. Якщо рівняннями накопичуючого чотириполюсника (НЧ) є (7), то умовою синтезу реактивних елементів НЧ буде

(18)

де - вхідна та вихідна миттєві потужності .

Якщо вважати, що вхідні напруга і струм визначаються умовою активного вхідного опору, маємо для миттєвої та активної потужностей

(19)

В загальному випадку для вихідних напруги та струму запишемо

(20)

Виходячи із рівності активних потужностей входу і виходу, тобто

умова (18) приймає вид

(21)

На основі співвідношень (18) і (21) синтезовані схеми КП для нелінійних навантажень. Так для схеми (рис.11) маємо

(22)

тобто, щоб КП виконував своє призначення при необхідних вхідних (активний опір) та навантажувальних потужностях потрібно, щоб напруга на конденсаторі змінювалась по закону, заданому формулою (22).

Для схеми з двома реактивними елементами (рис. 12) синтезовані режимні параметри НЧ, які мають вид

,

де - параметр.

Розглянуто синтез схем статичних коригуючих пристроїв, які перетворюють однофазну систему в трифазну при активному вхідному опорі (рис. 13). Отримані загальні Z-параметри для схеми КП

,, (23)

При умові активного вхідного опору маємо

(24)

Виходячи з Z - параметрів (23) і (24) можна синтезувати схеми КП з електричними і електромагнітними зв'язками. Так для триелементної схеми (рис. 14) можна отримати

(25)

Параметри двоелементної схеми КП (рис. 15) запишуться так

;

В третьому розділі розроблена методика синтезу електричних кіл КП з трифазним активним вхідним опором, умовою якого є вхідні напруги, струми та миттєва потужність

; (26)

Рівняння стану для схеми коригуюче коло - стаціонарне навантаження записуються



(27)

де А і В -коефіцієнти струму навантаження.

Враховуючи умови активного вхідного опору, отримаємо

; (28)

Z-параметри (28) являються загальними параметрами схеми КП, яке забезпечує активний вхідний опір при стаціонарному навантаженні. На основі цих параметрів синтезовані конкретні схеми КП. Для Т-подібної схеми КП (рис. 17) маємо

(29)

Для П-подібної схеми КП (рис. 18) параметри елементів записуються так

(30)

Синтезовано коригуючі кола для навантажень постійного струму. Так як - постійні вихідні напруга та струм, то , а тому з умови балансу потужностей входу і виходу

 (31)

Для коефіцієнтів передачі схеми КП (рис. 19) маємо

(32)

Характеристики напруги, струму і потужності для схеми (рис. 20) задаються виразами

(33)

Розв'язком системи рівнянь (33) маємо

, (34)

Для коефіцієнтів передачі ідеальних чотириполюсників отримаємо

(35)

Для схеми коригуючого кола (рис.21) рівняння стану записуються

(36)

Розв'язком системи (36) буде функція

, (37)

- значення струму в реакторі в початковий момент часу. Змінні коефіцієнти передачі КП записуються відповідно формул (35) із врахуванням виразу (37).

В розділі 4 здійснено синтез електричних кіл перетворювачів з активним вхідним опором.

Виходячи з умови (18), для однофазного перетворювача змінного струму в постійний (рис. 25) повинно виконуватися

Загальні висновки

В дисертаційній роботі у вигляді загальних структур, схем чотириполюсників, параметрів реактивних елементів, коефіцієнтів передачі і формул режимних параметрів отримані науково обгрунтовані теоретичні результати синтезу електричних кіл КП з активним однофазним і трифазним вхідним опором, які є суттєвими для побудови перетворювальних і коригуючих пристроїв електромагнітносумісних з живлячою мережею та споживачами.

1. Аналіз стану питання показав доцільність дослідження, оскільки відсутні науковообгрунтовані рішення, які враховують зростаючі вимоги до створення коригуючих пристроів для стаціонарних, нестаціонарних та нелінійних навантажень.

2. На основі теорії реактивних та ідеальних чотириполюсників розвинута аналітична методика синтезу нового класу електричних кіл, яка забезпечує при апріорному заданні активного вхідного опору здійснення побудови схем і визначення параметрів їх елементів і коефіцієнтів передачі.

3. Отримані математичні моделі і умови синтезу електричних кіл з однофазним активним опором, що дозволило здійснити синтез структур, схем і параметрів елементів коригуючих кіл для стаціонарних і нестаціонарних навантажень, навантажень постійного струму та нелінійних навантажень.

4. Розроблена методика синтезу накопичуючих кіл однофазного універсального коригуючого пристрою, яка забезпечує визначення режимних параметрів реактивних елементів в залежності від зміни вхідних і вихідних миттєвих потужностей.

5. Доведена можливість реалізації електричних кіл з трифазним симетричним активним вхідним опором, що дозволило синтезувати структури і схеми коригуючих кіл для трифазних систем з стаціонарними, нестаціонарними і нелінійними навантаженнями.

6. На основі розробленого підходу опробовані взаємозв'язані аналітичні методики аналізу та синтезу схем електричних кіл, які необхідні при побудові перетворювачів з активним вхідним опором для електротехнологічних навантажень.

7. Вірогідність та обгрунтованість наукових досліджень, висновків та рекомендацій підтверджується узгодженням теоретичних результатів з експериментальними даними і раніш відомими за літературними джерелами розрахунків.

Публікації по темі дисертації

Шидловський А.К., Москаленко Г.О., Мостовяк Д.І.Умови синтезу кіл електромагнітної сумісності універсального статичного перетворювача// Техн. електродинаміка.- 1998.- №4.- с. 23-26.

Новський В.О., Попов О.В., Мостовяк Д.І. Синтез накопичуючих кіл перетворювачів з активним вхідним опором для електротермічних навантажень// Техн. електродинаміка.- 1999.- №2.- с. 18-20.

Мостовяк І.В., Мостовяк Д.І. Условия идеальности параметрических многополюсников // Техн. електродинамика.- 1994.- №5-6.- с. 15-18.

Шидловский А.К., Мостовяк Д.И. Режимные и передаточные параметры идеального преобразователя при активном входном сопротивлении// Техн. електродинаміка.- 1999.- тематичний випуск- с. 15-17.

Алиев И.И., Мостовяк Д.И., Резцов В.Ф., Шевчук В.И. Нелинейные аналитические модели для схем замещения генераторов и двигателей постоянного тока, Тезисы докладов IV научно-технической конференции “Проблемы нелинейной электротехники”.-Киев, 1992, С.121-122

Мостовяк Д.І. Синтез режимних параметров елементів електричних кіл з активним вхідним опором, Доповіді українсько-польської школи-семінару “Актуальні проблеми теоретичної електротехніки”, Алушта, 1999, с. 193-194.

Мостовяк Д., Фартушок І. Моделювання електричних кіл перетворювачів з активним вхідним опором, Тези доповідей 3-ої Міжнародної науково-технічної конференції “Математичне моделювання в електротехніці, електроніці та електроенергетиці”.- Львів, 1999, С. 188.

Анотації

Мостовяк Д.І. Синтез електричних кіл коригуючих пристроїв з активним вхідним опором.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.05 - теоретична електротехника.- Інститут електродинаміки НАН України, Київ, 2000.

Дисертація присвячена розробці методик синтезу схем коригуючих пристроїв з реактивними та ідеальними чотириполюсниками. В роботі проведено синтез структури, схем і параметрів елементів коригуючих пристроїв з активним однофазним та трифазним вхідним опорами. На основі енергетичних співвідношень отримано умови, яким задовольняють параметри елементів кола накопичувача електроенергії універсального статичного перетворювача. Розроблена нова методика синтезу напруг і струмів елементів коригуючих кіл в залежності від зміни вхідних і вихідних миттєвих потужностей. На основі енергетичних співвідношень отримано умови, яким задовольняють параметри елементів кола накопичувача електроенергії статичного перетворювача для електротермічних навантажень. Результати роботи використані для аналітичних методик аналізу та синтезу електричних кіл перетворювачів з активним вхідним опором для електротехнологічних навантаіжень .

Ключові слова: активний вхідний опір, коригуючий пристрій, синтез параметрів елементів, миттєва потужність.

Mostoviak D.I. Synthesis of correcting devices electrical circuits with input resistance (active). - Manuscript.

Thesis for the Candidate of sciences by speciality 05.09.05 - theoretical electrical engineering - The Institute of Electrodynamics of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2000.

The thesis deals with investigation on methodics of synthesis of schemes of correcting devices including reactive and ideal four-poles. In the work the synthesis of structures, schemes and parameters of the elements of correcting devices with one-phase and three-phase input resistances (active) has been carried out. Energy relations caused conditions which coincide with the parameters of storage circuit elements of universal static converter electric energy. New methodics of synthesis of voltages and currents of correcting devices elements depending on changing input and output momentary powers has been obtained. Energy relations caused conditions which coincide with the parameters of storage circuit elements of static converter electric energy for electrothermal loads. The results of the work have been used analitic methodics of analysis and synthesis of electrical circuits of converters with input resistance (active) for electrotechnological demands.

Key words: active input resistance (active), correcting device, synthesis of elements parameters, momentary power.

Мостовяк Д.И. Синтез электрических цепей корректирующих устройств с активным входным сопротивлением.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.05 - теоретическая электротехника.- Институт электродинамики НАН Украины, Киев, 2000.

Диссертация посвящена разработке методик синтеза схем корректирующих устройств с реактивными и идеальными четырехполюсниками. В работе приведен синтез структур, схем и параметров элементов корректирующих устройств с активным однофазным и трехфазным входными сопротивлениями. Разработана новая методика синтеза напряжений и токов элементов корректирующих цепей в зависимости от изменения входных и выходных мгновенных мощностей. Результаты работы использованы для развития аналитических методик анализа и синтеза электрических цепей преобразователей с активным входным сопротивлением для электротехнологических нагрузок.

Доказано, что экономичное использование электрических машин, трансформаторов и сети обеспечивается тогда, когда их нагрузки ( потребители электроэнергии ) являются активными сопротивлениями. Для обеспечения активного входного сопротивления необходимы электрические цепи с реактивными и идеальными элементами. Определены входные сопротивления пассивных четырехполюсников, которые являются функциями параметров четырехполюсника и нагрузки. Определено входное сопротивление нестационарных идеальных четырехполюсных элементов, которое зависит от коэффициента трансформации идеального трансформатора, коммутационной функции вентильного преобразователя и сопротивления гиратора. Показано, что для обеспечения активного входного сопротивления необходимы электрические цепи с реактивными и идеальными элементами, построение которых возможно на основе синтеза функциональных многополюсников.

Предложена методика синтеза однофазных цепей с активным входным сопротивлением для стационарных нагрузок, нагрузок постоянного тока. Для нагрузок постоянного тока построены схемы идеальных четырехполюсников с входным активным сопротивлением, синтезированы выходные режимные параметры и переменные во времени коэффициенты передачи. Построена общая структура корректирующих цепей для нестационарных и нелинейных нагрузок. Выведены аналитические условия синтеза накопительных элементов корректирующих электрических цепей, на основании которых построены схемы и определены режимные параметры реактивных элементов универсальной корректирующей цепи. Синтезированы схемы корректирующих цепей для стационарной симметричной трехфазной нагрузки при условии активного входного сопротивления.

Разработана методика синтеза трехфазных цепей с активным входным сопротивлением. Синтезированы выходные режимные параметры корректирующих идеальных четырехполюсников, определены их переменные во времени коэффициенты передачи для нагрузок постоянного тока. Построена общая структура корректирующих цепей для нелинейных, нестационарных нагрузок на основе идеальных и реактивных четырехполюсников. Приведены условия синтеза универсальных корректирующих цепей с трехфазным активным входным сопротивлением, синтезированы режимные параметры накопительных элементов, которые являются основой для построения систем управления преобразователей с улучшенной электромагнитной совместимостью. Вид режимных параметров доказывает, что в общем случае входной идеальный четырехполюсник реализуется выпрямителем.

На основе развитой методики синтеза электрических цепей с активным входным сопротивлением определены режимные параметры реактивных элементов однофазного преобразователя переменного напряжения в постоянное, коэффициент передачи преобразователя, осуществлен расчет таких преобразователей с выходным напряжением 350 и 700 В.

Синтезированы режимные параметры элементов накопительного четырехполюсника трехфазного преобразователя для электротермической нагрузки, определены условия, при которых обеспечивается активное входное сопротивление.

Разработаны аналитическая методика исследования электрических цепей с идеальными четырехполюсниками, которая дала возможность синтезировать структуру и определить элементы преобразователя для питания установки электроэрозионного диспергирования металлов.

Осуществлен синтез схемы индуктивно-емкостного преобразователя для выпрямителей нагрузки, соответственно которому можно выбирать значения параметров реактивных элементов, при которых на входе преобразователя будет обеспечиваться однофазное квазиактивное входное сопротивление.

Синтезированы параметры нестационарных реактивных элементов преобразователя трехфазного тока в однофазный, который обеспечивает при несинусоидальном нагрузочном токе установки электроконтактного нагрева трехфазное активное входное сопротивление.

На основе энергетических соотношений получены условия, которые накладываются на параметры элементов цепи накопителя электроэнергии универсального статического преобразователя для электротехнологических нагрузок.

В работе получены в виде общих структур, схем четырехполюсников, параметров реактивных элементов, коэффициентов передачи и формул режимных параметров теоретические результаты синтеза электрических цепей корректирующих устройств с активным однофазным и трехфазным активным входным сопротивлением.

Ключевые слова: активное входное сопротивление, корректирующее устройство, синтез параметров элементов, мгновенная мощность.

Размещено на Allbest.ru

...