Процеси у довгих лініях зв'язку ШІМ-інверторів з віддаленими споживачами електроенергії і способи їх оптимізації

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОДИНАМІКИ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Спеціальність 05.09.05 - теоретична електротехніка

Процеси У довгих лініях зв'язку ШІМ-інверторів з віддаленими споживачами електроенергії і способи їх оптимізації

Подольний Сергій Вікторович

Київ - 2009

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

електричний інвертор двигун

Сучасна електротехніка характеризується масовим застосуванням засобів силової електроніки буквально у всіх сферах промисловості, транспорту і т.п. Особливу роль серед них відіграють сучасні енергозберігаючі частотно-керовані асинхронні електроприводи, які стали невід'ємною складовою значної частини сучасних електротехнічних комплексів.

В якості джерела живлення таких приводів, а також багатьох електротехнологічних пристроїв (електротермія, світлотехніка, електротранспорт та ін.) найбільше розповсюдження знайшли двоступеневі перетворювачі частоти з ланкою постійного струму, так звані AC-DC-AC системи (Alternate Current - Direct Current - Alternate Current).

Базова теоретична концепція функціонування таких систем існує вже кілька десятиліть. За цей час значно покращились характеристики їх елементів щодо максимальних значень струму, напруги і частоти, розвинулись схемотехнічні варіанти окремих вузлів і значно розширились коло і специфіка їх застосування. Це створило багато нових проблем, вирішення яких потребує застосування як існуючих методів теоретичної електротехніки, так і розвиток нових, більш пристосованих до AC-DC-AC систем.

Однією із важливих задач теоретичної електротехніки в цьому сенсі є розвиток теорії, методів аналізу, синтезу та оптимізації вхідних та вихідних силових фільтрів таких систем в множині L, M, C параметрів, особливо при наявності в системі "довгої лінії", якою за певних умов може бути кабельна лінія між інвертором і навантаженням, що в ряді сучасних комплексів сягає кількох кілометрів (нафтовидобування, підводні роботи та ін.).

Актуальність теми. Подальше покращення робочих характеристик AC-DC-AC систем за допомогою зовнішніх засобів є актуальною задачею, оскільки це дозволяє поліпшити ряд робочих параметрів, таких як довговічність роботи асинхронного двигуна та ключів інвертора, електромагнітна сумісність, суттєве збільшення критичної довжини кабелю без втручання в самі перетворювачі, що особливо важливо при модернізації вже діючого обладнання. Реалізація результатів проведених досліджень дозволить отримати нові, більш економічні варіанти вихідних низькочастотних фільтрів.

Крім того, розвинуті в дисертації теоретичні методи аналізу та синтезу пасивних електричних кіл на базі LMC-топології можуть бути корисні для вирішення ряду актуальних задач теоретичної електротехніки, орієнтованих на удосконалення систем перетворювальної техніки, електроприводу, електротехнологій та ін.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в Інституті електродинаміки НАН України по пріоритетному напрямку розвитку науки і техніки України в рамках науково-дослідницької роботи (№ ДР 0107U001693) по темі "Фільтр-2" згідно Постанови Бюро ВФ ТПЕ НАНУ, протокол №1 від 23.01.07 р. У зазначеній роботі здобувачем розроблений метод багатоцільової параметричної оптимізації вихідних sin-фільтрів (вихідні низькочастотні фільтри AC-DC-AC-перетворювачів) на базі АЧХ-максимумів і дискретної об'єднаної передаточної функції однофазного неінваріантного еквіваленту. НДР (№ ДР 0103U000355) по темі "Фільтр" згідно Постанови Бюро ВФ ТПЕ НАНУ, протокол №5 від 05.03.02 р.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розвиток теорії електричних кіл з розподіленими параметрами в системі "ШІМ-інвертор - довга лінія - частотно-керований двигун" та оптимізація електромагнітних процесів шляхом розробки методів аналізу і синтезу LMC sin-фільтрів для таких систем.

Для досягнення мети необхідно було вирішити наступні задачі:

– провести порівняльну оцінку засобів покращення вхідних і вихідних характеристик двоступеневих перетворювачів частоти, які працюють з віддаленим навантаженням;

– виконати аналіз електромагнітних процесів в навантаженні перетворювачів частоти в системах з довгою лінією за умови широкої зміни робочих параметрів інвертора та потужності двигунів;

– розвинути метод синтезу фільтрів низьких частот теорії пасивних електричних кіл шляхом врахування специфіки робочих умов, які розглядаються;

– обґрунтувати вибрану LMC-топологію та знайти еквівалентні співвідношення між трифазним і однофазними математичними моделями зазначених фільтрів;

– розробити багатоцільовий комплексний метод параметричної оптимізації вихідних низькочастотних sin-фільтрів в широкому діапазоні зміни параметрів системи для множини LMC-топологій sin-фільтрів.

Об'єктом дослідження є довга лінія з вихідним sin-фільтром, встановлених між ШІМ-інвертором та частотно-керованим двигуном.

Предметом досліджень є електромагнітні процеси, які відбуваються в вихідній частині перетворювача частоти з довгою лінією та sin-фільтром; параметрична оптимізація таких фільтрів з використанням LMC-топології.

Методи досліджень. При вирішенні поставлених в дисертації задач використовувались наукові положення теорії аналізу та синтезу лінійних електричних кіл, методи теорії оптимізації, теорія лінійних імпульсних систем, математичне моделювання електромагнітних процесів в колах з кусково-лінійними характеристиками елементів.

Чисельне моделювання електромагнітних процесів виконувалось за допомогою пакетів програм MATLAB та Maple.

Наукова новизна одержаних результатів:

– розроблено новий метод параметричної оптимізації вихідних sin-фільтрів в LMC просторі, який дозволяє отримувати багатофакторні варіанти реалізації sin-фільтрів;

– обґрунтовано діапазони довжин кабельних ліній та виведено рівняння для визначення цих діапазонів, при яких доцільно використовувати вихідні фільтри або інші зовнішні засоби згідно критерію перенапруги на навантаженні на основі аналізу фазових явищ біжучих хвиль кіл з розподіленими параметрами в системі "ШІМ-інвертор - довга лінія - частотно-керований двигун";

– вперше науково обґрунтована ефективність використання LMC-топології вхідних фільтрів на базі розробленого модифікованого методу Бруне;

– доведено, що використання LMC-топології для вихідних sin-фільтрів на базі модифікованого методу Бруне розширює кількість умовно-оптимальних варіантів в задачах багатофакторної оптимізації;

– виведено рівняння неінваріантних чотириполюсників для симетричних трифазних LMC-фільтрів, що дозволяють перейти від шестиполюсної до чотириполюсної оптимізаційної задачі;

– отримали подальший розвиток теорія синтезу пасивних електричних кіл вхідних (лінеаторів) та вихідних (sin-фільтрів) фільтрів в системі двоступеневих перетворювачів частоти з ланкою постійного струму на основі нового модифікованого методу синтезу по Бруне та теорія оптимізації пасивних електричних кіл на основі узагальнюючого методу параметричної оптимізації sin-фільтрів у множині LMC-параметрів.

Практичне значення одержаних результатів:

– розроблений комплексний метод багатоцільової параметричної оптимізації вихідних LMC sin-фільтрів дозволяє отримувати їх фізичні моделі з покращеними масо-габаритними характеристиками за умови збереження всіх інших параметрів в діапазонах зміни вихідної базової частоти інвертора від 6 Гц до 80 Гц, частоти модуляції від 2 кГц до 12 кГц та наявності довгої лінії;

– розроблено програми оптимізації фільтрів на основі отриманого методу для систем потужністю до 150 кВт;

– результати досліджень використані при побудові лабораторного стенду в ІЕД НАНУ, а також при виготовленні промислових sin-фільтрів канадською фірмою "MIRUS International Inc.".

Особистий внесок здобувача. Всі результати та висновки, що становлять основний зміст дисертації, отримані автором особисто.

В друкованих виданнях, опублікованих в співавторстві, особисто дисертанту належать: в [1, 2] - рівняння стану вихідних фільтрів в LMC та LMCR просторах та їх SPS-моделі; в [3] - рівняння еквівалентних чотириполюсників шестиполюсних кіл у вигляді зв'язаних і розв'язаних електричних кіл відносно взаємоіндуктивних зв'язків; в [4] - метод параметричної оптимізації sin-фільтрів; в [5] - виведена умовно-неперервна амплітудо-частотна характеристика максимумів.

Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи були розкриті на: Міжнародній конференції "Моделювання-2006" (Київ, 2006 р.); Міжнародній конференції "Проблеми сучасної електротехніки-2008" (Київ, 2008 р.); семінарах Наукової Ради НАН України з комплексної проблеми "Наукові основи електроенергетики".

Публікації. Основний зміст дисертації відображено в 5 статтях, опублікованих у фахових наукових виданнях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, 4 розділів, висновків, додатків та списку використаних джерел. Загальний обсяг дисертації становить 187 сторінок, у тому числі 154 сторінок основного змісту, 86 рисунків, 5 таблиць, список використаних джерел із 122 найменувань та 9 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету і задачі дослідження, викладено наукову новизну, практичне значення і реалізацію результатів дисертаційних досліджень, наведено дані про їх апробацію та публікації.

У першому розділі проаналізовані особливості роботи AC-DC-AC-перетворювачів з наявністю довгого кабелю між перетворювачем та асинхронним двигуном (АД), а також відомі засоби покращення спектральних характеристик напруги і подолання перенапруг на АД, а також покращення спектральних характеристик струму живлення.

Показано, що ефективність сучасних транзисторних перетворювачів обмежується із-за генерації вищих гармонік як в джерело живлення, так і в навантаження, а використання кабельного з'єднання внаслідок високої швидкості наростання напруги ШІМ-імпульсів і, як наслідок, ефекту «довгої» лінії, спричиняє значні перенапруги на навантаженні, що призводить до дочасного виходу обладнання з ладу.

З точки зору оптимізації електромагнітних процесів існують наступні основні задачі: зниження впливу гармонік струму на мережу живлення, зниження впливу перенапруг, гармонік напруги і гармонік струму на навантаження, зниження впливу складової струму нульової послідовності на AC-DC-AC-перетворювач. Перше питання є окремою задачею і не розглядається в даній роботі. Робота орієнтована на вже існуючі AC-DC-AC-системи, тому поле дослідження звужене до другого і третього питань.

Основними засобами для боротьби з перенапругами є лінійні реактори, пасивні вихідні du/dt-фільтри і sin-фільтри на базі RLC-структури в різних її варіаціях. Останні є найбільш ефективні щодо покращення спектрального складу вихідної напруги і використання при наявності "довгої" лінії.

Струм несиметричної завади “common mode noise” в AC-DC-AC-системах з кабельним з'єднанням є фактором відчутного скорочення строку експлуатації двигунів, в зв'язку з чим необхідно, по можливості, доповнювати топологію фільтра зворотним зв'язком з ланкою постійного струму перетворювача, а в разі недоступності останнього, додатковими зовнішніми засобами. Існує ще чисельна кількість модифікованих варіантів, частина з яких запатентована і використовується на практиці.

Аналіз існуючих підходів до проектування та оптимізації sin-фільтрів показав, що вони є аналітично розрізненими і в своїй більшості базуються на емпіричних даних, тому в даному розділі запропоновано модель побудови узагальнюючої теорії вихідних фільтрів, топологічні множини яких можна об'єднати з аналогічними множинами вхідних фільтрів (лінеаторів), що показано на рис. 6.

Ця модель включає в себе основні важливі теоретичні та практичні питання, а також деякі емпірично обґрунтовані положення. Наприклад, в ній враховано, що засоби боротьбі зі струмом несиметричної завади краще розглядати окремо від самих фільтрів.

В відомих роботах особливо розвинуті перші два моменти: аналіз ШІМ силових інверторів і електромагнітних процесів в довгій лінії. Але слабким місцем є теорія синтезу, яка найчастіше вибирається із емпіричних підходів.

В подальших розділах даної роботи зазначені питання розглядаються в межах наведеної структурованої моделі. Застосування моделі теорії пасивних sin-фільтрів також дозволить використати отримані результати (моделі, методи) для подальших теоретичних та практичних розробок в її рамках.

У другому розділі в межах вищенаведеної моделі проаналізовані різні відомі методи та підходи для аналізу довгої лінії. Для аналізу всіх важливих аспектів впливу кабельної лінії на передачу енергії від ШІМ-інвертора в навантаження було використано дискретне представлення довгої лінії у вигляді каскадного з'єднання П-подібних ланок з подальшим математичним представленням її через рівняння стану.

Мінімальний порядок дискретності системи визначається фронтом імпульсу T_rise та довжиною лінії L. Визначення мінімального порядку проводилось згідно середньоквадратичного нормованого критерію, а за опорну функцією приймалась модель лінії з надлишковою кількістю ланок. Для адекватного аналізу процесу виникнення перенапруг в навантаженні під впливом кабельної лінії для T_rise?0,4 мкс достатньо 5..10 ПІ-секцій для «коротких» і «середніх» дистанцій (близько 70 м) і 12..20 для «довгих» відрізків (понад 100 м). При збільшені тривалості T_rise необхідна кількість секцій зменшується.

Використавши вказані моделі, виконаний аналіз поведінки функції зміни перенапруги на навантаженні K_surge(length, T_rise, Г_ld) в залежності від довжини лінії length, часу наростання фронту імпульсу T_rise і коефіцієнту відбиття від навантаження Г_ld. Проведений аналіз дозволив виявити дві характерні ділянки цієї функції. На першій ділянці в функції коефіцієнту перенапруг на навантаженні присутні мінімуми та максимуми. На другій ділянці спостерігається монотонне збільшення значення функції. Тому існує більш ніж одна "критична" довжина лінії, де під "критичною" довжиною мається на увазі така довжина лінії, при якій відношення пікового значення напруги на навантажені U_ld до величини амплітудного значення ШІМ-імпульсу U_S стає рівним певному значенню, більшому за одиницю. Реальна критична довжина належить другій ділянці. Якщо функція перенапруг досягає свого критичного значення на першій ділянці, то при збільшенні довжини лінії перенапруги можна суттєво знизити.

Локальні максимуми та мінімуми можна розрахувати за наведеними нижче рівняннями, які базуються на аналізі перехідних процесів в лінії за допомогою апарату «біжучих» хвиль:

, ,

де ; Ll, Cl - характеристичні параметри лінії.

Реальну критичну довжину другої ділянки можна розрахувати наближено, опираючись на наближену лінійність фронтів і спадів ШІМ-імпульсів:

.

При збільшенні частоти модуляції значення перенапруги на навантаженні може досягати більш ніж двократного значення. Це відбувається у випадку складання непогашеного коливання від попереднього імпульсу і фронту (спаду) нового імпульсу з однаковим знаком, або у випадку зміни знаку вхідної напруги. Покращення режиму роботи в цьому випадку досягається оптимізацією закону модуляції інвертора.

В задачах параметричної оптимізації sin-фільтрів при переході від шестиполюсної моделі до чотириполюсної вплив довгої лінії на спектральний склад вихідної напруги інвертора можна моделювати простим каскадним з'єднанням чотириполюсників, тобто звести задачу до знаходження ABCD-коефіцієнтів чотириполюсника довгої лінії. Ці коефіцієнти можна отримати безпосередньо із матриць рівнянь стану кабельної лінії, що обумовлено простотою переходу від диференційних рівнянь стану першого порядку до системи алгебраїчних рівнянь на певній частоті j:

де A₁, A₂, B₁, B₂ - матриці рівнянь стану.

У третьому розділі запропонована модифікація синтезу мінімальних функцій опору/провідності по Бруне, що дозволяє розширити область застосування методу, в топологічному сенсі, на вхідні та вихідні фільтри AC-DC-AC-систем.

Результатом застосування класичного методу синтезу по Бруне є отримання схеми заміщення з від'ємним значенням вхідної або вихідної індуктивності.

Для виключення зі схеми заміщення від'ємної індуктивності використовується відомий перехід до її фізичної схеми з трансформаторними зв'язками на основі рівності матриць z-параметрів:

Розглянуті вище рівняння чотириполюсника в z-параметрах дозволили отримати ще декілька фізичних схем з трансформаторними зв'язками. Для цього було проаналізовано початкову схема з від'ємними індуктивностями (L₃>0, L₁<0) і (L₃<0, L₁>0) відносно множини потенціалів ₁, ₂, ₃.

Таким чином, модифікація методу синтезу функцій мінімального реактивного опору/провідності дозволяє отримати ряд додаткових топологій в множині LMC-параметрів, частина з яких вже використовувалась на практиці в якості базової топології для лінеаторів.

Показано, що вищеперераховані топології є частинними випадками схеми на рис. 19. Але її суттєвою відмінністю є неможливість прямого знаходження параметрів схеми за допомогою перетворень Бруне і умови рівності матриць z-параметрів.

Класична схема та модифіковані схеми були проаналізовані та порівняні двома способами:

– згідно областей допустимих рішень, тобто шляхом встановлення обмежень по коефіцієнту гармонічних спотворень напруги THD_U і значення величини затухання основної частоти, але без визначеної цільової функції;

– по сумарній реактивній енергії індуктивних елементів при різних струмах в котушках індуктивності, але без обмежень першого випадку.

Аналіз згідно першого пункту показав, що запропоновані Г-подібні варіанти ФНЧ є апріорі «кращими» з точку зору подальшої оптимізації, в порівнянні з класичною схемою, оскільки в них можлива більш широка варіація параметрів, при яких витримуються обмеження по спектральним характеристикам і затуханню основної гармоніки.

Це підтверджується також спрощеним аналізом по критерію сумарної реактивної енергії індуктивних елементів у відносних одиницях:

Для спрощення задачі параметричної оптимізації шляхом переходу в симетричних системах від шестиполюсної моделі LMC-фільтрів до чотириполюсної в даному розділі задача аналізу симетричних трифазних фільтрів з взаємоіндуктивними зв'язками, що є ланцюгами з невзаємними властивостями, зводиться до аналізу відповідного однофазного еквівалента. Запропоновано спосіб такого еквівалентування двома чотририполюсниками, один з яких відповідає за реакцію схеми на гармоніки прямої та зворотної послідовності, а інший описує поведінку кожної з фаз при дій гармонік нульової послідовності.

У четвертому розділі розроблено метод багатоцільової параметричної оптимізації вихідних sin-фільтрів. В якості базового методу прийнято метод скалярних функцій, а обмеженнями виступають коефіцієнт гармонічних спотворень напруги на навантаженні і значення величини затухання основної частоти ШІМ-напруги.

Врахування вищевказаних обмежень оптимізаційної задачі викликає труднощі, оскільки частотний спектр напруги змінюється в залежності від параметрів інвертора. Шляхом об'єднання лінійчатих спектрів максимумів гармонік напруги при зміні частоти базової напруги f_base від 6 Гц до 80 Гц і частоти модуляції f_carry від 2 кГц до 12 кГц отримана узагальнююча умовно-неперервна амплітудо-частотна характеристика лінійчатих спектрів максимумів, на базі якої можна врахувати обмеження параметричної оптимізації фільтрів для всіх можливих режимів роботи співвідношень f_carry і f_base одночасно. Умовно-неперервна АЧХ максимумів розбивається на три зони. Перша зона відповідає за діапазон гармонік основних частот, тобто за обмеження по максимальному допуску на затухання основної частоти. В другій зоні гармоніки вхідної напруги відсутні, тому властивості передаточної функції фільтра в цій зоні можуть буди довільні. Тобто в діапазоні цієї зони зручно виконувати перехід передаточної функції від полоси пропускання фільтру до його полоси затухання. Характер поведінки передаточної функції фільтра в третій зоні відповідає за якість фільтрації вищих гармонік для всіх режимів роботи. Відповідно до наведених положень обмеження по затуханню основної частоти мають вигляд:

де Hf - передаточна функція фільтра; Hfmin - задана границя затухання основної частоти; f₁, f₂ - верхня і нижня границі першої зони.

Третю зону АЧХ максимумів доцільно представити матрицею вагових коефіцієнтів з допоміжними матрицями верхньої та нижньої частоти та параметром максимальної нормованої амплітуди і її долі на одну вертикальну чарунку NrA. Це дозволяє за рахунок введення інтегрального показника THDumaxF над областю частот третьої зони враховувати обмеження по спектральному складу напруги в багатьох режимах роботи одночасно згідно наведених рівнянь:

Для спрощення оптимізаційної задачі трифазний sin-фільтр представлено однофазним неінваріантом. Проблеми струму нульової послідовності при цьому розв'язують за допомогою ряду засобів, наприклад, встановленням додаткового фільтра нульової послідовності.

Введено множину -параметрів, що дозволило описати однією передаточною функцією декілька фізично різних структур sin-фільтрів. -параметри в простій формі об'єднують однофазні рівняння стану фільтра, рівняння чотириполюсника в Y-параметрах. Об'єднана передаточна функція в системі -параметрів також однакова для ряду структур фільтрів:

, .

;

Енергетичну складову цільової функції оптимізації sin-фільтрів представлено узагальнюючою характеристикою Qsum над першою і третьою зонами, яка розрахована на базі АЧХ максимумів і дискретно-представленої об'єднаної передаточної функції з інтервалами постійності значення:

В якості методу оптимізації sin-фільтрів використано об'єднані з методами другого порядку градієнті методи. Початкові умови формувались на основі ймовірнісної вибірки згідно закону рівномірного розподілення.

Для обґрунтування отриманих вибірок експертних коефіцієнтів методу скалярних функції щодо задачі багатоцільової оптимізації sin-фільтрів використана апроксимація неявної функції відображення Repr між експертними коефіцієнтами і вихідними параметрами фільтра за допомогою нейронних мереж, що дає можливість отримати оптимальні, з точки зору проектувальника, сукупні параметри пристрою:

У додатках представлено проміжні розрахунки стосовно перенапруг внаслідок впливу довгої лінії, LMC-топології, формування умовно-неперервної амплітудо-частотної характеристики для врахування обмежень задачі багатоцільової параметричної оптимізації, та акт впровадження результатів дисертаційної роботи.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі вирішено актуальну наукову задачу розробки математичних моделей, методів аналізу, синтезу та оптимізації силових низькочастотних LMC sin-фільтрів для систем "ШІМ-інвертор - довга лінія - частотно-керований двигун" з "довгою" лінією, що у сукупності дозволяють отримати покращені характеристики вихідних sin-фільтрів, які застосовуються в перетворювачах частоти з лінією з розподіленими параметрами.

Основні наукові та практичні результати полягають в наступному:

1. Шляхом аналізу і порівняння різних зовнішніх засобів покращення робочих характеристик для існуючих AC-DC-AC-систем з довгою лінією обґрунтовано доцільність використання вихідних sin-фільтрів пасивної структури, зокрема при об'єднанні їх з ланкою постійного струму, що вимагає розвиток методів аналізу, синтезу та оптимізації таких фільтрів.

2. Розвинуто теорію кіл з розподіленими параметрами в системі "ШІМ-інвертор - довга лінія - частотно-керований двигун" стосовно функцій перенапруг в залежності від тривалості фронтів імпульсів, довжин ліній, коефіцієнтів відбиття від джерела та навантаження, і встановити двохзонний характер цієї функції, що дає змогу визначити діапазон довжин лінії, при якому доцільно використовувати зовнішні засоби згідно критерію перенапруг на навантаженні.

3. Проведений аналіз функцій перенапруг відносно послідовності двох імпульсів дозволив виявити явище виникнення більш ніж двократних перенапруг внаслідок накладання біжучих хвиль від послідовності двох сумісних імпульсів або їх інверсії.

4. Теорія синтезу пасивних електричних кіл доповнена модифікованим методом синтезу по Бруне, що дозволило обґрунтувати використання LMC простору для вхідних та вихідних фільтрів AC-DC-AC-перетворювачів.

5. Виведено рівняння неінваріантних чотириполюсників, що описують симетричні трифазні LMC-фільтри відносно гармонік прямої та зворотної послідовності і гармонік нульової послідовності, що дозволяє перейти від шестиполюсної до чотирьохполюсної оптимізаційної задачі.

6. Розроблено метод багатоцільової параметричної оптимізації топологічної множини вихідних sin-фільтрів, який дозволяє отримувати багатофакторні варіанти реалізації фільтрів на базі узагальнюючих характеристик: узагальненої дискретно-представленої амплітудно-частотної характеристики лінійчатих спектрів максимумів для врахування обмежень; неінваріантного прямого та зворотного переходу між однофазною та трифазною моделями; єдиної множини -параметрів; об'єднаної передаточної функції; неявного відображення для багатоцільової оптимізації, апроксимованого нейронною мережею. Часткове використання методу дозволило покращити масо-габаритні показники sin-фільтрів на (10-20)% за умови збереження рівності всіх інших параметрів.

7. Достовірність та обґрунтованість наукових результатів, висновків та рекомендацій підтверджується коректністю моделей, збігом результатів моделювання з експериментальними даними, для чого було використано відому експериментальну базу та ряд нових даних, похибка яких не перевищувала 5%.

8. Подальше використання результатів дисертаційної роботи пропонується для: подальшого розвитку теорії силових LMC-фільтрів в питанні створення комбінованих (разом з AC-DC-AC елементами) з покращеними робочими характеристиками системи; дослідження питання доцільності використання адаптивних топологічних структур LMC-фільтрів; розвитку теорії оптимізації пасивних фільтрів в системах зі змінним спектром напруги; розробки інженерних методик розрахунку силових фільтрів низьких частот для підприємств силової електроніки і електротехніки.

ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Волков І. В. Моделі фільтрів напівпровідникових перетворювачів з використанням рівнянь стану / І. В. Волков, С. В. Подольный // Праці інституту електродинаміки НАНУ. - 2007. - № 2. - С. 87-94.

2. Волков И. В. Модель трехфазной системы с взаимоиндуктивными связями на основе уравнений состояния / И. В. Волков, С. В. Подольный // Электронное моделирование. - 2007. - №1. - С. 107-115.

3. Волков І. В. Еквівалентні однофазні схеми заміщення деяких поширених трифазних схем з взаємоіндуктивними зв'язками / І. В. Волков, С. В. Подольний // Технічна електродинаміка. -2006. - №6. - С. 20-25.

4. Волков І. В. Параметрична оптимізація трифазних sin-фільтрів на основі неінваріантної моделі в AC-DC-AC системах передачі енергії з довгою лінією / І. В. Волков, С. В. Подольный // Технічна електродинаміка. [Тематичний випуск "Проблеми сучасної електротехніки"]. - 2008. - №4. - С. 68-72.

5. Волков І. В. Умовна-неперервна АЧХ напруги інвертора в задачі параметричної оптимізації силових sin-фільтрів / І. В. Волков, С. В. Подольний // Технічна електродинаміка. -2006. - №4. - С. 34-39.

Размещено на Allbest.ru