Напівпровідникові компенсатори неактивних складових повної потужності

7. Отримані результати є закінченими для використання при розрахунку параметрів силової схеми компенсатора неактивних складових повної потужності, розробці структури мікропроцесорної системи керування й регулювання, створення алгоритмів керування в реальному масштабі часу і їхньої програмної реалізації. Результати проведених у дисертації теоретичних досліджень і практичних розробок знайшли застосування на ДП НДІ ХЕМЗ, АТ Елтехком, НВП «Еос», використовуються у навчальному процесі на кафедрі промислової та біомедичної електроніки НТУ «ХПІ».

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Домнин И.Ф., Фетюхина Л.В. Использование языков высокого уровня в системах экспресс-прогнозного управления полупроводниковыми преобразователями // Вопросы преобразовательной техники и частотного электропривода. - Саратов: «СПИ». - 1992. - С.4-9.

Здобувач запропонував методику створення програмного забезпечення систем керування за прогнозом.

Сокол Е.И., Домнин И.Ф., Фетюхина Л.В. Анализ эффективности применения арифметического умножителя в управляющих контроллерах // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 1993.- № 4. - С. 34-37.

Здобувач запропонував методику мінімізації часу виконання програм при побудові систем керування за прогнозом стану об'єкту.

Сокол Е.И., Домнин И.Ф., Шишкин М.А. Концепция микропроцессорного управления полупроводниковыми преобразователями // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2000.-Тематичний вип., Ч.1. - С. 69-74.

Здобувач виконав аналіз алгоритму керування за прогнозом з метою отримання високих динамічних характеристик перетворювача.

Домнін І.Ф., Загревський О.П., Шишкін М.А. Рейтингова оцінка стану інвертора струму методом нечіткої логіки // Технічна електродинаміка.- Київ: ІЕД НАНУ, 2000.- Тематичний вип., Ч.4. - С.84-87.

Здобувач запропонував виконання рейтингової оцінки стану перетворювача при реалізації системи керування за прогнозом.

Борюшкин А.А., Домнин И.Ф., Жемеров Г.Г. Выбор силовой схемы двенадцатипульсного управляемого выпрямителя // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. - Харків: НТУ “ХПІ”, 2001. - вип.15. - С.205-214.

Здобувач розробив методику розрахунку втрат потужності в силовій схемі перетворювача змінної напруги в постійну.

Домнин И.Ф., Загревский О.П., Федоров Д.А. Алгоритм контроля АИТ на основе апроксимации квадратичным полиномом // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2001. -Тематичний вип., Ч.3. - С. 56-60.

Здобувач створив алгоритм аналізу в реальному масштабі часу процесів в силовій схемі перетворювача, що керується системою прогнозного типу.

Домнин И.Ф., Замаруев В.В., Таранов М.Н. Особенности разработки конструкции матричного преобразователя // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2001.- Тематичний вип., Ч.2. - С. 33-38.

Здобувач запропонував шлях зменшення комутаційних перенапруг.

Домнин И.Ф., Жемеров Г.Г., Сокол Е.И. Перспективы применения полупроводниковых компенсаторов реактивной мощности в сетях электроснабжения промышленных предприятий // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2002. - Тематичний вип., Ч.1. -С. 37-42.

Здобувачем запропоновано структуру компенсатора неактивних складових повної потужності.

Домнин И.Ф., Жемеров Г.Г., Копачовец О.И. Характеристики полупроводникового фильтрокомпенсирующего устройства в установившемся режиме // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2003. - Тематичний вип., Ч.4. - С.15-20.

Здобувачем виконаний аналіз характеристик фільтрокомпенсатора та доведений його позитивний вплив на якість електроенергії мережі живлення.

Домнин И.Ф., Федоров Д.А. Управление силовым активным фильтром в режиме компенсации реактивной мощности // Вісник Національного технічного університету „Харківський політехнічний інститут”. - Харків: НТУ “ХПІ”, 2003. - вип.10. - С. 465-466.

Здобувачем досліджена запропонована система керування силовим активним фільтром на основі інвертора напруги, що забезпечує регулювання рівня напруги на конденсаторі інвертора.

Домнин И.Ф., Жемеров Г.Г., Крылов Д.С., Сокол Е.И. Современные теории мощности и их использование в преобразовательных системах силовой электроники // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2004. - Тематичний вип., Ч.1. - С. 80-91.

Здобувачем виконаний порівняльний аналіз теорій потужності та досліджені особливості їх використання в системах керування перетворювачами електроенергії.

Домнин И.Ф. Система управления фильтрокомпенсирующим устройством // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2004. - №2. - С. 25-29.

Домнин И.Ф., Федоров Д.А. Критерии выбора частоты коммутации ключей силового активного фильтра // Вісник Національного технічного університету „Харківський політехнічний інститут”. - Харків: НТУ “ХПІ”, 2004. - вип.43. - С. 147-150.

Здобувачем визначені критерії вибору частоти комутації ключів та зроблені висновки щодо доцільного діапазону її значень.

Домнин И.Ф., Вержановская М.Р., Прокопенко В.Ю. Оптимизация структуры микропроцессорной системы управления прогнозного типа // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2004. - Тематичний вип., Ч.2. - С. 55-60.

Здобувачем визначені загальні вимоги до структури системи керування за прогнозом перетворювачем електроенергії.

Домнин И.Ф. Влияние параметров силового оборудования фильтрокомпенсирующего устройства на гармонический состав тока сети // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2005. - Тематичний вип., Ч.1. - С.34-36.

Домнин И.Ф., Федоров Д.А. Структура нечеткого регулятора для управления силовым активным фильтром // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2005. - Тематичний вип., Ч.2. - С.27-29.

Здобувачем запропонована структура регулятора інвертора напруги на основі нечіткої логіки, визначений вибір вхідних параметрів регулятора.

Домнин И.Ф., Жемеров Г.Г. Определения мгновенных активной и реактивной мощностей в трехфазных электрических цепях с вентильными преобразователями // Вісник Приазовського державного технічного університету. - Маріуполь: ПДТУ, 2005. - вип.15, Ч.2. -С. 70-74.

Здобувачем досліджені методи розрахунку активної та реактивної потужності та зроблені висновки щодо перспектив їх використання в системах керування напівпровідниковими компенсаторами.

Домнин И.Ф., Северин В.П., Бутова О.А., Копачовец О.И. Оптимальная настройка системы управления фильтрокомпенсирующим устройством // Вісник Національного технічного університету „Харківський політехнічний інститут”. - Харків: НТУ “ХПІ”, 2005. -вип.45. - С.360-364.

Здобувачем запропонована методика визначення параметрів системи керування та силової схеми з використанням методів багатокритеріальної векторної оптимізації.

Домнин И.Ф., Жемеров Г.Г., Ильина О.В. Активные и реактивные мощности в трехфазных четырехпроводных сетях с асимметричной нагрузкой // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2005. - Тематичний вип., Ч.4. - С. 44-49.

Здобувачем досліджений вплив асиметричного навантаження на пульсації активної та реактивної потужності.

Сокол Е.И., Домнин И.Ф., Прокопенко В.Ю., Кияшко Б.А., Сунанто. Принцип прогнозного управления выпрямителем // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2005. - Тематичний вип., Ч.3. - С.57-61.

Здобувачем запропонований спосіб визначення моментів комутації ключів перетворювача електроенергії з прогнозною системою керування та створений алгоритм.

Домнин И.Ф. Прямое цифровое управление фильтрокомпенсирующим устройством // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2006. - Тематичний вип., Ч.1. - С. 49-52.

Жемеров Г.Г., Домнин И.Ф., Ильина О.В., Тугай Д.В. Энергоэффективность коррекции фазы тока и компенсации пульсаций активной и реактивной мощности в трехфазной системе электроснабжения //Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2007. - №1. -С 52-57.

Здобувачем досліджені шляхи підвищення коефіцієнту корисної дії систем електропостачання за рахунок використання компенсаторів змінних складових потужності.

Сокол Е.И., Гончаров Ю.П., Домнин И.Ф., Замаруев В.В., Кривошеев С.Ю. Метод эквивалентного сопротивления для синтеза регуляторов в полупроводниковых преобразователях с резонансными силовыми фильтрами // Технічна електродинаміка. -Київ: ІЕД НАНУ, 2007. - Тематичний вип., Ч.4. - С. 38-44.

Здобувачем виконано аналіз граничних з точки зору стійкості до автоколивань коефіцієнтів підсилення системи регулювання перетворювача.

Патент на корисну модель № 27549 Україна, МПК Н02M 7/00.- Спосіб прямого мікропроцесорного керування випрямлячем за обчислювальними прогнозами // Є.І. Сокол, Б.О. Кіяшко, І.Ф. Домнін, Л.Є. Бахнов, Сунанто, М.О. Тимченко, О.Є Іванов (Україна).-№ u 2007 05586; Заявл. 21.05.2007; Опубл. 12.11.2007; Бюл. №18.- С.6.

Здобувачем розроблений метод визначення моментів комутації ключів перетворювача електроенергії з прогнозною системою керування та запропонований алгоритм, що реалізує метод.

Шипилло В.П., Сокол Е.И., Домнин И.Ф. Особенности прямого микропроцессорного управления вентильным преобразователем // Цифровые методы управления преобразовательными устройствами и электроприводами на их основе: Всесоюзн. научн.-техн. совещание. Запорожье, октябрь 1984 г. - Запорожье, 1984. - С. 34-36.

Здобувачем розглянуто вплив перетворювача на особливості побудови цифрової системи керування.

Сокол Е.И., Шипилло В.П., Домнин И.Ф.., Фетюхина Л.В., Шишкин М.А. Моделирование на ЭВМ систем прогнозного управления полуводниковыми преобразователями частоты // MicroCAD-SYSTEM: компьютер, наука, техника, технология, здоровье: Междунар. науч.-техн. конф. Харьков, 8-13 июня 1993г. - Харьков; Мишкольц, 1993. - С.86-87.

Здобувачем запропонований алгоритм керування перетворювачем електроенергії.

Домнин И.Ф., Шишкин М.А., Ластовка А.П. Аппаратные умножители в системах управления полупроводниковыми преобразователями // Силовая электроника в решении проблем ресурсо- и энергосбережения: Междунар. научн.-техн. конф. Алушта, октябрь 1993 г. - Харьков, 1993. - С.198-200.

Здобувачем запропоновано використання цифрових помножувачів з метою підвищення швидкодії системи керування.

Домнин И.Ф., Шишкин М.А., Лисачук Е.Г. Блок связи управляющего контроллера с полупроводниковыми преобразователями // Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика: Междунар. научн.-техн. конф. Харьков, 4-9 октября 1994 г. - Харьков, 1994. - С.170.

Здобувачем запропонована структура та алгоритм формування сигналів зворотніх зв'язків в системах прогнозного керування.

Сокол Е.И., Домнин И.Ф., Ластовка А.П., Шишкин М.А., Фетюхина Л.В. Диагностирование преобразователей электроэнергии с системами управления по прогнозу // MicroCAD-SYSTEM: компьютер, наука, техника, технология, здоровье: Междунар. научн.-техн. конф. Харьков, 3 -5 мая 1994 г. - Харьков, 1994. - С. 45.

Здобувачем доведена необхідність використання діагностичних процедур в системах прогнозного керування перетворювачами.

Фетюхина Л.В., Сокол Е.И., Домнин И.Ф. Математическое моделирование электромагнитных процессов в ШИП // MicroCAD-SYSTEM: компьютер, наука, техника, технология, здоровье: Междунар. научн.-техн. конф. Харьков, 19 - 21 апреля 1995 г. - Харьков, 1995. - С. 21.

Здобувачем виконаний розрахунок перехідних процесів.

Shipillo V.P., Sokol E.I., Domnin I.F. Microprocessor prognosis control of semiconductor converters of electric energy // Proceeding of the 7th International Power Electronic & Motion Control Conference. Budapest, 2 - 4 September 1996. - Budapest, 1996. - Vol.1. - Р. 303-305.

Здобувачем розглянутий механізм прогнозного управління з використанням визначника Вандермонда.

Домнин И.Ф., Севрюков О.В., Вержановская М.Р. Локализация неисправностей силовой схемы инвертора тока // Proceeding of the 3 rd International Scientific and technical conference on Unconventional electromechanical and electrical system. Alushta, 19 - 21 September 1997. - Szczecin, 1997. - Vol. 2. -P. 547-552.

Здобувачем запропоновано методику контролю та діагностики інвертора з використанням змінних стану навантаження.

енергоефективний компенсатор потужність повний

АНОТАЦІЇ

Домнін І.Ф. Напівпровідникові компенсатори неактивних складових повної потужності.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.12 - напівпровідникові перетворювачі електроенергії.-Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2008.

Дисертація присвячена розробці перспективної концепції побудови компенсаторів неактивних складових повної потужності з метою вирішення проблеми електромагнітної сумісності споживачів електричної енергії з мережею живлення та підвищення якості електричної енергії в точці підключення компенсатора до мережі живлення. Виконано аналіз і теоретичне обґрунтування теорій потужності, методів і підходів кількісної і якісної оцінки якості електроенергії мережі живлення, джерел спотворення параметрів мережі живлення. Розроблено теоретичні положення й критерії розрахунку параметрів силової схеми компенсатора неактивних складових повної потужності із двоканальною структурою силової схеми. Розвинені теоретичні положення створення мікропроцесорних систем керування компенсатором неактивних складових повної потужності із двоканальною структурою силової схеми. Запропонована двоканальна структура енергоефективного компенсатора неактивних складових повної потужності, що споживається або генерується у мережу навантаженням. Розроблено структури систем керування компенсатором неактивних складових повної потужності із двоканальною структурою силової схеми. Розроблено критерії для практичних розрахунків параметрів силової схеми компенсатора неактивних складових повної потужності із двоканальною структурою силової схеми, практичні структури систем керування й регулювання.

Ключові слова: тиристорний компенсатор, реактивна потужність, транзисторний інвертор, керований випрямляч, ємнісний накопичувач, система контролю та діагностики, якість електроенергії.

Домнин И.Ф. Компенсаторы неактивных составляющих полной мощности. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.09.12 - полупроводниковые преобразователи электроэнергии. - Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Харьков, 2008.

Диссертация посвящена разработке и обоснованию перспективной концепции построения компенсатора неактивных составляющих полной мощности с целью решения проблемы улучшения электромагнитной совместимости потребителей электрической энергии с питающей сетью и повышения качества электроэнергии питающей сети в точке подключения полупроводникового компенсатора к питающей сети.

Выполнен анализ и теоретическое обоснование теорий мощности, методов и подходов количественной и качественной оценки качества электроэнергии питающей сети, источников искажения питающей сети. Рекомендовано построение многофункциональных устройств повышения качества электрической энергии с канальной структурой силовой схемы. Разработаны теоретические положения и критерии расчета параметров силовой схемы компенсатора неактивных составляющих полной мощности с двухканальной структурой силовой схемы. Высокочастотный и низкочастотный каналы имеют один общий силовой элемент - емкостной накопитель энергии. Низкочастотный канал предназначен для компенсации среднего значения реактивной мощности в точке подключения компенсатора, высокочастотный канал предназначен для компенсации мгновенных значений неактивной мощности. Двухканальная структура силовой схемы обеспечивает минимизацию потерь мощности при выполнении требований к параметрам электроэнергии. Развиты теоретические положения создания микропроцессорных систем управления компенсатором неактивных составляющих полной мощности с двухканальной структурой силовой схемы на основе теорий мгновенной мощности. Предложено использование управления по прогнозу низкочастотным каналом с целью обеспечения высоких динамических характеристик компенсатора, разработаны соответствующие расчетные соотношения. Разработаны структуры аналого-цифровых и цифровых систем управления компенсатором неактивных составляющих полной мощности с двухканальной структурой силовой схемы. Рекомендована для построения компенсатора система управления прогнозно-гистерезисного типа. На основе решения оптимизационной задачи даны рекомендации по выбору параметров силовой схемы и системы управления компенсатора. Выполнено исследование параметров компенсатора на математической модели и на макетном образце. Разработаны рекомендации для практических расчетов параметров силовой схемы и системы управления и регулирования, предложены алгоритмы управления и программы.

Ключевые слова: компенсатор, реактивная мощность, транзисторный инвертор, управляемый выпрямитель, емкостной накопитель, система контроля и диагностики, качество электроэнергии.

Domnin I.F. Compensator inactive component full power. - Manuscript.

Thesis for a doctor's degree in speciality 05.09.12 - semiconductor converter power. - National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Kharkiv, 2008.

The thesis is devoted to the development of a perspective concept сompensator inactive component full power. Analysis and theoretical validation of power theory, methods and approaches of quantitative and qualitative assessment of quality of power system electric energy, sources of power system distortion was performed. Abstract theorems and criteria of calculation of parameters of compensator of inactive full power constituents with two-channel loading pattern structure was elaborated. Abstract theorems of building of microprocessor-based control systems of compensator of inactive full power constituents with two-channel loading pattern structure were developed. Two-channel structure of power efficient compensator of inactive full power constituents. Structures of compensator of inactive full power constituents with two-channel loading pattern structure control systems were elaborated.

Key words: compensator, inactive power, inverter, rectifier, storage device, control system, quality rating.

Размещено на Allbest.ru