Параллельный активный фильтр электроэнергии, адаптированный к электроприводу переменного тока тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат наук Хабибуллин, Максим Маратович

• Хабибуллин, Максим Маратович
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Хабибуллин, Максим Маратович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С НЕЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДНОЙ НАГРУЗКОЙ

1.1 Анализ влияния электроприводов переменного тока на питающую сеть

1.2 Обзор методов компенсации нелинейных искажений

1.3 Задачи работы

Выводы

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ И СИСТЕМЫ «ПАФЭ С ОБЩИМ ЗВЕНОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА -РЕГУЛИРУЕМЫЙ АССИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА»

2.1 Математическое описание влияния выпрямителя в составе асинхронного электропривода переменного тока на питающую сеть

2.2 Математическое описание влияния инвертора в составе асинхронного электропривода переменного тока на питающую сеть

2.3 Влияние преобразователя частоты в составе асинхронного электропривода переменного тока на питающую сеть

2.4 Разработка и математическое описание силовой структуры «ПАФЭ

с общим звеном постоянного тока»

Выводы

3 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПАФЭ С ОБЩИМ ЗВЕНОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

3.1 Сравнительный анализ методов управления ПАФЭ

3.2 Анализ работы релейного регулятора тока как средства управления АИНПАФЭ

3.3 Разработка системы управления ПАФЭ с общим звеном постоянного тока

3.4 Компьютерное моделирование и сравнительный анализ регуляторов тока

3.5 Компьютерное моделирование системы «ПАФЭ с общим звеном постоянного тока - ПЧ-АД»

Выводы

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПАФЭ С ОБЩИМ ЗВЕНОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

4.1 Экспериментальные исследования релейного регулятора тока

4.2 Экспериментальные исследования системы «неуправляемый выпрямитель - ПАФЭ с общим звеном постоянного тока»

4.3 Энергетические показатели системы «ПАФЭ с общим звеном постоянного тока - ПЧ-АД»

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ А Компьютерное моделирование РРТ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Компьютерное моделирование ШИМ регулятора тока

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Результаты экспериментальных исследований

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Акты о внедрении результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Параллельный активный фильтр электроэнергии, адаптированный к электроприводу переменного тока»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования определяется переходом промышленного сектора экономики на использование современных высокотехнологичных и энергоэффективных типов регулируемого электропривода. В результате такой тенденции доля электропривода переменного тока на основе преобразователя частоты (ПЧ) и асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором (АД) достигает значительного уровня. С точки зрения взаимодействия с питающей сетью система «ПЧ-АД» является одним из главных источников нелинейных искажений токов и напряжений и потребителей реактивной мощности, что оказывает негативное влияние, как на питающую сеть в целом, так и на других потребителей электроэнергии в частности, и приводит к значительным экономическим убыткам. В настоящее время наиболее эффективными устройствами компенсации нелинейных искажений и реактивной мощности являются активные фильтры электроэнергии (АФЭ). Существующие АФЭ имеют сложные силовые структуры и системы управления на основе косвенных методов определения требуемого тока, что повышает стоимость АФЭ, снижает их надежность и качество компенсации АФЭ нелинейных искажений и реактивной мощности. Поэтому разработка и исследование АФЭ, адаптированного для работы в системе «ПЧ-АД», исключающего недостатки существующих АФЭ, обеспечивающего высокое качество компенсации нелинейных искажений и реактивной мощности и повышающего электромагнитную совместимость системы «ПЧ-АД» с питающей сетью, является актуальной задачей.

Степень разработанности темы исследования. Начало исследований АФЭ было положено L. Gyugyi, Е.С. Strycula, Н. Akagi, Н. Kawahira. Дальнейшим изучением АФЭ занимались В.А. Лабунцов, Т. Kataoka, Р.Т. Шрейнер, Ю.К. Розанов, Е.Е. Чаплыгин, Y. Fuse, D. Nakajima, A.B. Волков, A.A. Ефимов, М.Р. Ka'zmierkowski, L. Yung-Chuang, B.H. Остриев. В настоящее время, с увеличением количества нелинейных потребителей электроэнергии, сохраняется актуальность разработки и совершенствования АФЭ.

Цель работы - разработка и исследование схемных решений, алгоритмов и системы управления параллельным активным фильтром электроэнергии для обеспечения компенсации нелинейных искажений, реактивной мощности и увеличения электромагнитной совместимости электропривода переменного тока с питающей сетью.

Идея работы заключается в создании силовой структуры параллельного активного фильтра электроэнергии на базе автономного инвертора напряжения с подключением звена постоянного тока автономного инвертора напряжения к звену постоянного тока преобразователя частоты электропривода переменного тока и создании системы управления параллельным активным фильтром электроэнергии на основе релейного регулятора тока с расчетом полного требуемого тока системы «параллельный активный фильтр электроэнергии - ПЧ-АД» частотно-временным методом.

Тематика работы соответствует следующим пунктам паспорта специальности 05.09.03:

1. Развитие общей теории электротехнических комплексов и систем, изучение системных свойств и связей, физическое, математическое, имитационное и компьютерное моделирование компонентов электротехнических комплексов и систем.

3. Разработка, структурный и параметрический синтез электротехнических комплексов и систем, их оптимизация, а также разработка алгоритмов эффективного управления.

4. Исследование работоспособности и качества функционирования электротехнических комплексов и систем в различных режимах, при разнообразных внешних воздействиях.

Научная новизна:

- произведен анализ гармонического состава первичного тока системы «ПЧ-АД», отличающийся от известных учетом влияния нелинейных искажений, вносимых выпрямителем и инвертором в различных режимах работы;

- разработана принципиальная схема силовой структуры параллельного АФЭ (ПАФЭ), отличающаяся от известных подключением звена постоянного то-

ка ПАФЭ к звену постоянного тока ПЧ и позволяющая исключить накопительную емкость, синхронизирующую индуктивность, устройство предварительного заряда накопительной емкости и систему управления предварительным зарядом накопительной емкости из структуры ПАФЭ;

- осуществлен синтез системы управления ПАФЭ на основе релейного регулятора тока (РРТ), отличающейся от известных использованием сочетания временных и частотных методов формирования полного требуемого тока системы «ПАФЭ - ПЧ-АД», возможностью устойчивой работы при несинусоидалыюм напряжении питающей сети и позволяющей исключить контур регулирования напряжения в звене постоянного тока ПАФЭ;

Теоретическая и практическая значимость:

- разработанная система управления позволяет ПАФЭ функционировать в нормальном режиме работы при несинусоидальном напряжении питающей сети, что повышает работоспособность ПАФЭ;

- за счет использования в САУ частотно-временного метода, разработанный ПАФЭ обеспечивает высокое быстродействие и высокую точность компенсации; достигается практически полная компенсация нелинейных искажений потребляемого тока и реактивной мощности системы «ПЧ-АД»;

- исключение накопительной емкости, синхронизирующей индуктивности, устройства предварительного заряда накопительной емкости и системы управления предварительным зарядом накопительной емкости из структуры ПАФЭ позволяет упростить конструкцию ПАФЭ.

Методология и методы исследования. Объектом проводимых исследований являлась система «ПАФЭ - ПЧ-АД». Для решения задач, поставленных в диссертационной работе, использовались положения теории электропривода, теории автоматического управления, теории мощности в силовой электронике, а также методы математического и компьютерного моделирования. Численное решение полученных математических уравнений и моделей осуществлялось на ЭВМ с помощью пакета математических программ Simulink в программной среде Matlab. Для проведения экспериментальных исследований и программирования контроллера использовалась программная среда Code Composer Studio.

Достоверность полученных результатов и выводов подтверждается соответствием результатов теоретических исследований с результатами компьютерного моделирования и результатами, полученными экспериментальным путем, а так же соответствием полученных результатов с положениями теории электротехники и общей теории автоматического управления.

Реализация работы. Полученные результаты исследований использованы при разработке систем энергосберегающего асинхронного электропривода в ООО «Промэлектроника», а так же внедрены в учебный процесс специальности «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» (Электропривод) Липецкого государственного технического университета (ЛГТУ) в форме лабораторных практикумов. Ожидаемый экономический эффект составил 2120 рублей на 1 кВт мощности ПЧ в год.

На защиту выносится:

- разработанная силовая структура ПАФЭ с общим звеном постоянного тока (ОЗПТ);

- разработанная система управления ПАФЭ с ОЗПТ на основе РРТ и расчета полного требуемого тока системы «ПАФЭ с ОЗПТ - ПЧ-АД» частотно-временным методом;

- построенные компьютерные модели РРТ и ШИМ регулятора тока и сравнительный анализ полученных характеристик;

- построенная компьютерная модель системы «ПАФЭ с ОЗПТ - ПЧ-АД» и анализ полученных характеристик;

-результаты экспериментальных исследований РРТ;

- результаты экспериментальных исследований системы «неуправляемый выпрямитель (НВ) - ПАФЭ с ОЗПТ»;

- результаты исследования энергетических характеристик системы «ПАФЭ с ОЗПТ-ПЧ-АД».

Апробация работы. Основные положения и полученные результаты диссертации докладывались и обсуждались на IX Всероссийской школе-конференции молодых ученых «Управление большими системами» (г. Липецк, 2012); на XIX международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Ра-

диоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2013); на XIX международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии» (г. Н. Новгород, 2013); на V международной научно-технической конференции «Technological Innovation for Collective Awareness Systems» (г. Лиссабон, Португалия, 2014); на XXVI международной научно-технической конференции «Power Electronics and Motion Control» (г. Анталия, Турция, 2014). Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (Государственный контракт №14.В37.21.0165).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 4 опубликованы в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ, 1 патент на изобретение, 1 патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка, включающего 125 наименований, и 5 приложений. Общий объем работы - 179 страниц. Основная часть изложена на 156 страницах текста, содержит 44 рисунка, 3 таблицы.

1 НЕЛИНЕЙНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С НЕЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДНОЙ НАГРУЗКОЙ

1.1 Анализ влияния электроприводов переменного тока на питающую сеть

Электрическая энергия является одним из основных энергоресурсов, используемых во всех отраслях промышленности, а так же в коммерческом и бытовом секторе. Как и любой энергоресурс, электрическая энергия является товаром, и обладает совокупностью физических и технологических характеристик, определяющих ее качество [1 - 3]. Качество электроэнергии имеет большое значение, поскольку оно оказывает влияние на характеристики электрооборудования конечных потребителей, их производительность, срок службы и межремонтные интервалы, а также влияет на качество и характеристики продукции, изготавливаемой с использованием электрооборудования [1 - 3]. В РФ качество электроэнергии характеризуется соответствующими государственными стандартами, определяющими показатели качества электроэнергии (ПКЭ) и их нормируемые значения [4 - 7]. С 1 июля 2014 года на территории РФ прекращено действие национального стандарта ГОСТ Р 54149-2010 и введен в действие межгосударственный стандарт ГОСТ 32144-2013, определяющий показатели и нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения и методы их оценки [6, 7].

Согласно ГОСТ 32144-2013, гармонические составляющие токов потребителей электроэнергии являются первопричиной гармонических составляющих напряжения в сетях электроснабжения [7]. Однако, в ГОСТ 32144-2013 и в предшествующих ему ГОСТ, показатели качества, характеризующие гармонический состав токов потребителей электроэнергии не нормируются, и нелинейные искажения в сетях электроснабжения рассматриваются в одностороннем порядке через гармонические составляющие напряжения [4-7].

В международном стандарте IEEE Standard 519-1992 нелинейные искажения в системе электроснабжения рассматриваются в двухстороннем порядке, с

точки зрения взаимодействия потребителей электроэнергии (гармонические токи, потребляемые из сети электроснабжения), и источников электроэнергии (гармонические напряжения питающей сети) [8]. Комплексный подход к рассмотрению нелинейных искажений токов и напряжений в сетях электроснабжения связан с мировой тенденцией увеличения доли потребителей электроэнергии с нелинейными вольт-амперными характеристиками [8 -15].

Непрерывность во времени процесса производства, передачи и потребления электроэнергии определяет постоянное взаимодействие производителей электроэнергии, распределительных систем и конечных потребителей электроэнергии [10]. В результате такого взаимодействия образуется система «источник электроэнергии - распределительные сети - потребитель электроэнергии», в которой все элементы связаны между собой кондуктивно, непрерывно взаимодействуя друг с другом, и образуют единую электромагнитную среду [11, 12]. Для обеспечения работы электрооборудования и функционирования энергосистемы в существующей электромагнитной среде, необходима максимальная электромагнитная совместимость элементов энергосистемы [10, 13].

Все потребители электрической энергии подразделяются на линейные и нелинейные [14, 16]. Традиционно в электроэнергетике преобладали линейные потребители электроэнергии, и они составляли до 100% от общей электрической нагрузки (лампы накаливания, резистивные электронагреватели, АД). Такие потребители электроэнергии имеют линейные вольт-амперные характеристики, потребляют из питающей сети синусоидальные токи и не вносят нелинейных искажений в энергосистему [17, 18]. Однако, с конца 40-х годов ХХ-го века, начались активные научно-исследовательские разработки в области полупроводников, а с середины ХХ-го века началось промышленное производство устройств на их основе [19]. Дальнейшее развитие технологии производства полупроводников, во второй половине ХХ-го века привело к созданию первых силовых полупроводниковых элементов [19]. Современным этапом развития силовых полупроводников являются быстродействующие полностью управляемые биполярные транзисторы с изолированным затвором (ЮВТ) и МОП транзисторы управляемые электрическим полем (М08РЕТ) [19-21].

Возникновение и развитие силовых полупроводниковых элементов дало начало развитию и массовому распространению нового класса электроприборов -силовых полупроводниковых устройств [20, 21]. В настоящее время силовые полупроводниковые устройства распространены повсеместно во всех сферах жизнедеятельности человека, при этом количество нелинейных потребителей электроэнергии и уровень гармонических составляющих тока и напряжения в питающей сети продолжают увеличиваться все большими темпами, как в РФ, так и в мире [14 - 16].

Полупроводниковые элементы и, соответственно, приборы и устройства на их основе являются нелинейными потребителями электроэнергии и потребляют, гармонически насыщенный несинусоидальный ток из питающей сети. Такой ток, создает падения напряжений на полных сопротивлениях энергосистемы и вызывает нелинейные искажения и несинусоидальность напряжения в сети электроснабжения [14, 16, 19]. Высшие гармоники тока и напряжения в зависимости от их характера, интенсивности и продолжительности отрицательно влияют на работу всего электрооборудования, снижают экономичность и надежность работы электрических сетей и приводят к ощутимым к экономическим убыткам, обусловленным, главным образом, ухудшением энергетических показателей оборудования, дополнительными потерями в обмотках статора, в цепи ротора, а также в стали статора и ротора вращающихся машин, увеличением потерь на гистерезис, потерь, связанных с вихревыми токами в стали и потерь в обмотках трансформаторов, однофазными короткими замыканиями на землю в кабельных линиях, пробоями конденсаторов, вибрациями в электромашинных системах, выходом из строя или сокращением срока службы электрооборудования из-за интенсификации теплового и электрического старения изоляции, снижением надежности функционирования электрических сетей и технологических процессов, нарушением работы и преждевременным выходом из строя высокоточных измерительных приборов, увеличением дополнительных потерь в сетях и элементах электрооборудования, помехами и искажениями сигналов в сетях телекоммуникаций и систем связи, нарушением работы устройств защиты и ухудшением их характеристик, сокращением срока службы основного электрооборудования энергетиче-

ских систем, снижением надёжности и сбоями в работе систем автоматики и микропроцессорных систем [13, 14, 16, 24, 25]. Помимо этого, нелинейные нагрузки имеют высокий уровень потребления реактивной мощности, что приводит к росту потерь в энергосистеме, перегрузке генераторов, трансформаторов, линий электропередач, колебаниям напряжения и общему ухудшению качества электроэнергии [16, 26].

При этом, несмотря на большое количество приборов и устройств, использующих в своем составе силовые полупроводниковые элементы, самой большой и наиболее важной областью применения силовой электроники является электропривод. Электропривод используется практически во всех областях человеческой деятельности и потребляет более 60% всей вырабатываемой электроэнергии [27]. В настоящее время доля электропривода переменного тока составляет 68%, доля электропривода постоянного тока - 15%, а оставшиеся 17% составляют механические, гидравлические и другие типы привода [28]. Столь существенная доля электропривода переменного тока связана с развитием математической теории машин переменного тока, созданием усовершенствованных силовых полупроводниковых элементов и ПЧ на их основе и использованием современных средств управления, которые позволили создать высококачественные, надежные, экономичные и доступные системы регулируемого асинхронного электропривода [28 - 31]. Таким образом, в настоящее время, регулируемый асинхронный электропривод переменного тока является наиболее распространенным типом электропривода, и тенденция увеличения его доли сохранится и в дальнейшем. Следовательно, именно данный тип электропривода является основным нелинейным потребителем электроэнергии и главным источником нелинейных искажений в системе электроснабжения.

Для оценки уровня содержания гармонических составляющих напряжений в системе электроснабжения, и гармонических составляющих токов нелинейных потребителей электроэнергии удобно использовать показатель THD (Total harmonic distortion) или отечественный аналог, суммарный коэффициент гармонических составляющих [8].

Стандартами МЭК 61000-2-2 и IEEE Standard 519-1992 предъявляются требования, определяющие содержание гармонических составляющих в энергосистеме до 50 порядка (в ГОСТ 32144-2013 - до 40-го) [7, 8]. Согласно требованиям этих стандартов суммарный коэффициент гармонических составляющих для напряжения определяется по выражению [7, 8]:

где ип- действующие значения высших гармоник напряжения, значение первой гармоники напряжения.

Суммарный коэффициент гармонических составляющих для тока определяется по выражению [7, 8]:

где 1п- действующие значения высших гармоник тока, значение первой гармоники тока.

Для исследования природы нелинейных искажений, оказываемых регулируемым асинхронным электроприводом на питающую сеть, а также для определения мер по увеличению его электромагнитной совместимости с питающей сетью и другим электрооборудованием, необходим анализ процессов, происходящих во время его работы. Существуют различные типы ПЧ, однако, наибольшее распространение для работы в составе регулируемого асинхронного электропривода с АД получили ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока (двухзвенной структурой) [20, 21].

Первым модулем ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока (рисунок 1.1) является выпрямитель (управляемый или неуправляемый), преобразующий переменные напряжение и ток, потребляемые из сети электроснабжения, в

(1.1)

(1.2)

постоянные [20, 21]. В качестве выпрямителя, наибольшее распространение получила схема трехфазного мостового шестипульсного выпрямителя Ларионова (рисунок 1.2). Протекание тока в выпрямителе определяется моментами открытия и закрытия полупроводниковых ключей, и зависит от разности потенциалов прикладываемых к ключам и наличия управляющих сигналов (для управляемых выпрямителей) в каждый момент времени. В процессе работы выпрямителя, постоянный ток и напряжение на выходе выпрямителя будут иметь пульсирующий характер, а переменный ток на входе выпрямителя будет иметь отличную от синусоидальной форму [14, 16, 30].

Пульсирующий характер выпрямленного тока и напряжения определяется знакопеременным напряжением сети электроснабжения. Искажение формы входного тока выпрямителя определяется нелинейной вольт-амперной характеристикой полупроводниковых ключей, т.е. соотношение величины напряжения прикладываемого к ключам выпрямителя и величины проходящего через них тока в каждый момент времени является нелинейным [31]. Таким образом, нелинейные искажения тока, потребляемого выпрямителем из сети электроснабжения, являются результатом его нормальной работы в процессе преобразования переменного напряжения и тока в постоянные. ПЧ могут также иметь управляемый выпрямитель с частотой переключения, определяемой системой управления ПЧ. Эта частота может быть постоянной или меняться в зависимости от типа управляемых ключей и их алгоритма управления и оказывать дополнительные нелинейные искажения на ток, потребляемый из питающей сети [31, 32].

Вторым модулем рассматриваемого ПЧ являются ЬС элементы звена постоянного тока. Со стороны выпрямителя эти элементы являются фильтрами, используемыми для сглаживания пульсаций напряжения и тока на выходе выпрямителя. Со стороны инвертора накопительную емкость звена постоянного тока рассматривают, как элемент, осуществляющий разряд индуктивности нагрузки при переходных процессах переключения вентилей инвертора, тем самым обеспечивающий непрерывный процесс обмена энергией между индуктивностью нагрузки и накопительной емкостью звена постоянного тока и, придающий инвертору свойства источника напряжения.

о«»

и^-сшт

{¡Х <»СОШ{

-г

ч>

^и» /Ч

ивш *

(м «таг

Рисунок 1.1- Преобразователь частоты с промежуточным звеном

постоянного тока

А В С

Рисунок 1.2- Принципиальная схема трехфазного мостового шестипульсного

выпрямителя Ларионова

Индуктивность звена постоянного тока со стороны инвертора рассматривают, как элемент, поддерживающий неизменным ток в процессе коммутации вентилей инвертора, и придающий инвертору свойства источника тока. Присутствие LC элементов обеспечивает минимальные пульсации тока и напряжения в звене постоянного тока. Однако, ток не может протекать через выпрямитель в звено постоянного тока до тех пор, пока напряжение на входе выпрямителя ниже, чем напряжение в звене постоянного тока. Поэтому выпрямитель потребляет ток из сети лишь в короткие периоды времени в каждой фазе. Для того чтобы передать энергию за короткий период времени протекания тока, этот ток должен быть достаточно большим [33, 34]. Таким образом, в результате использования сглаживающих фильтров удается значительно снизить пульсации тока и напряжения в звене постоянного тока ПЧ, однако, при этом несинусоидальный характер и нелинейные искажения входного тока выпрямителя увеличиваются еще больше, по сравнению с выпрямителем без сглаживающего фильтра. Следовательно, уровень нелинейных искажений входного несинусоидального тока выпрямителя зависит от характеристик ключей выпрямителя, алгоритма управления ключами (для управляемых выпрямителей), схемы выпрямителя и LC элементов звена постоянного тока.

Следующим модулем ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока является автономный инвертор (напряжения или тока), преобразующий напряжение звена постоянного тока в переменное напряжение требуемой частоты и амплитуды для обеспечения желаемого режима работы АД [21]. Основными элементами инвертора, определяющими его быстродействие и характеристики, являются полупроводниковые ключи, в качестве которых в настоящее время выступают IGBT и MOSFET транзисторы. Однако, немаловажную роль в формировании выходных характеристик инвертора оказывает алгоритм управления транзисторами инвертора. В настоящее время разработано большое количество алгоритмов управления ключами инверторами на основе различного типа модуляций выходной мощности, основными из которых являются: амплитудная модуляция (РАМ - Pulse Amplitude Modulation), частотная модуляция (PFM - Pulse Frequency Modulation), широтно-импульсная модуляция (P\VM - Pulse Width Modulation) и модуляция

плотности импульсов (PDM - Pulse Density Modulation) [20, 21]. Тип модуляции выходных параметров инвертора определяется в зависимости от задач инвертора.

В инверторах, используемых в ПЧ, наибольшее распространение получила система управления инвертором на основе широтно-импульсной модуляции (ШИМ). При этом, чем выше несущая частота 111ИМ, тем меньше нелинейных искажений, оказывающих влияние на питающую сеть и потребителей, генерирует инвертор [35 - 38]. В настоящее время на практике используют частоты коммутации транзисторов в пределах 10-25 кГц [21]. В результате, входной ток инвертора содержит как основную гармонику, определяемую заданной выходной частотой инвертора, так и интергармоники и субгармоники, определяемые несущей частотой коммутации ключей инвертора [39 - 47].

Еще одним элементом ПЧ является выходной фильтр, сглаживающий пульсации выходного напряжения и тока инвертора, воздействующие на АД. Такие фильтры применяется, как правило, при сильных нелинейных искажениях выходного напряжения инвертора, поскольку внутренняя индуктивность АД уже выполняет роль сглаживающего фильтра [21].

Таким образом, ПЧ с общим звеном постоянного тока в составе регулируемого асинхронного электропривода переменного тока является источником широкого спектра высших гармонических, интергармонических, субгармонических составляющих и радиопомех, возникающих в результате дискретного управления потоками электрической энергии, и оказывающих влияние, как на АД ПЧ, так и на питающую сеть [36, 37, 39, 46]. Кроме того регулируемый асинхронный электропривод на основе ПЧ является потребителем реактивной мощности из сети электроснабжения, что приводит к снижению коэффициента мощности [35, 43, 47]. При этом, степень влияния ПЧ на питающую сеть зависит от мощности источника питания, типа регулируемого электропривода, выпрямителя, инвертора, сглаживающих фильтров и способа управления выпрямителя и инвертора. Следовательно, совокупность всех вышеперечисленных факторов определяет необходимость обеспечения условий для электромагнитной совместимости электропривода переменного тока с питающей сетью [10, 11, 13].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Хабибуллин, Максим Маратович, 2015 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Карташев, И.И. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. Способы его контроля и обеспечения / И.И. Карташев. - М.: Издательство МЭИ, 2000.- 120 с.

2. Ершов, A.M. Качество электрической энергии в системах электроснабжения промышленных предприятий: учебное пособие / A.M. Ершов. - Челябинск: ЧГТУ, 1991.-88 с.

3. Войнов, С.Л. Нормирование показателей качества электроэнергии и их оптимизация: монография / С.Л. Войнов, А.З. Гамм [и др.]; под редакцией А. Бо-гуцкого [и др.]. - Иркутск: Гливице, 1988. - 249 с.

4. ГОСТ Р 13109-87 Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения. - М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1989. - 23 с.

5. ГОСТ Р 13109 - 97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. -М.: Стандартинформ, 1998. - 52 с.

6. ГОСТ Р 54149-2010 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. -М.: Стандартинформ, 2012. - 20 с.

7. ГОСТ 32144 - 2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. -М.: Стандартинформ, 2014. - 20 с.

8. IEEE Standart 519-1992 IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems. - New York: IEEE, 1993. - 65 c.

9. Кужекин, И.П. Основы электромагнитной совместимости современного энергетического оборудования: учебное пособие для вузов / И.П. Кужекин. - М.: Издательский дом МЭИ, 2008. - 144 с.

10. Жежеленко, И.В. Электромагнитная совместимость потребителей: монография / И.В. Жежеленко, А.К. Шидловский, Г.Г. Пивняк [и др.]. М.: Машиностроение, 2012. - 350 с.

П.Бессонов, В.А. Электромагнитная совместимость: учебное пособие / В.А. Бессонов. - Хабаровск: Издательство Дальневосточного государственного университета путей сообщения (ДВГУПС), 2000. - 85 с.

12. Висящев, А.Н. Качество электрической энергии и ЭМС в ЭЭС: учебное пособие в 2-х частях / А.Н. Висящев. - Иркутск: Иркутский государственный технический университет, 1997. 4.1 - 187 с. 4.2 - 92 с.

И.Хабигер, Э. Электромагнитная совместимость. Основы ее обеспечения в технике / Э. Хабигер. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 304 с.

14. Климов, В. П. Проблемы высших гармоник в современных системах электропитания / В. П. Климов, А. Д. Москалев // Практическая силовая электроника.-2002.-С. 8-15.

15.Nejdawi, I.M. Harmonic Trend in the USA: A Preliminary Survey / I.M. Nejdawi, A.E. Emanuel, D.J. Pileggi, M.J. Corridori, R.D. Archambeault // IEEE Transactions on Power Delivery. - 1999. - № 4. - C. 1488-1494.

16. Жежеленко, И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения пром-предприятий / И.В. Жежеленко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984.- 160 с.

17. Федоров, A.A. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов / А. А. Федоров, В.В. Каменева. - 4-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергоатомиздат, 1984.-472 с.

18. Кудрин, Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов / Б.И. Кудрин. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 416 с.

19. Глебов, И.А. История электротехники / И.А. Глебов. - М.:Издательство МЭИ, 1999.-524 с.

20. Розанов, Ю.К. Силовая электроника: учебник для вузов / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий, A.A. Кваснюк. - М.: Издательский дом МЭИ, 2007. - 632 с.

21. Зиновьев, Г. С. Силовая электроника: учебное пособие для бакалавров / Г. С. Зиновьев. - 5-е изд., испр. и доп. - М.: Изд-во Юрайт, 2012. - 667 с.

22. Mohan, N. Power Electronics Converters, application and design / N. Mohan, Т. M. Underland, W. P. Robbins. - New York: John Wiley and Sons, 1995 - 820 c.

23. Аранчий Г. В. Тиристорные преобразователи частоты для регулируемых

приводов / Г.В. Аранчий, Г.Г. Жемеров, И. И. Эпштейн. - М.: Энергия, 1968. -128 с.

24. Боярская, Н.П. Влияние гармонического состава токов и напряжений на эффективность энергосбережения / Н.П. Боярская, В.П. Довгун // Вестник Крас-ГАУ. - 2010. - №4. - С. 130-134.

25. Карпов, И В Высшие гармоники в трехфазных цепях текст. / ИВ. Карпов // Электричество. - 1992. - №11. - С. 53-54.

26. Крайчик, Ю.С. Связь меду реактивной мощностью и искажениями напряжений / Ю.С Крайчик // Электричество. - 1998. - №5. - С. 71-73.

27. Зайцев А.И. Регулируемый электропривод и его роль в энергосбережении / А.И. Зайцев, Ю.С. Лядов // Электротехнические комплексы и системы управления. - 2006. - №2. - С. 35-37.

28. Браславский, И.Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод: учебное пособие / И.Я. Браславский [и др.]. - М.: Академия, 2004. - 256 с.

29. Хашимов, А. А. Энергосберегающие системы автоматизированного электропривода переменного тока / A.A. Хашимов // Электротехника. - 1995. -№11.-С. 34-39.

30. Лабунцов, В.А. Трехфазный выпрямитель с емкостным фильтром и улучшенной кривой потребляемого тока / В.А. Лабунцов, Чжан Дайжун // Электричество. - 1993.-№12. - С. 45-48.

31.Баханов, Л.Е. Влияние на сеть мощных управляемых выпрямителей с фильтрокомпенсирующими устройствами /Л.Е. Баханов, И.Т. Коваленко, И.И. Левитан // Электричество. - 1986. - №9 - С. 32-36.

32. Шипилло, В.П. Влияние тиристорного электропривода на питающую сеть / В.П. Шипилло // Электротехническая промышленность. Электропривод. Информэлектро. - 1970. -№1. С. 15-18.

33. Тихомиров, В.А. Сравнительный анализ гармонического состава сетевого тока управляемых выпрямителей и преобразователей частоты // В.А.Тихомиров, C.B. Хватов // Труды Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева. - Нижний Новгород: Изд-во НГТУ им. P.E. Алексеева, 2011. - №3 (90). - С. 204-215.

34. Redl, R. Power electronics' polluting effects / R. Redl, P.Tenti, J.D.Van Wyk // Spectrum IEEE. - 1997. - №5. - C. 32-39.

35. Бондаренко, A.B. Аналитический расчет энергетических показателей системы автономный инвертор напряжения - асинхронный двигатель в тяговом электроприводе электроподвижного состава / A.B. Бондаренко // Электротехнические и компьютерные системы. - 2011. - №3. - С. 148-149.

36. Барвинский, H.A. Канонические гармоники и интергармоники сетевого тока преобразователя частоты со звеном постоянного тока / H.A. Барвинский // Вестник КДПУ. - 2007. - №1. - С. 30-32.

37. Беляев, В. JI. Гармонический состав сетевого тока частотных электроприводов с широтно-импульсной модуляцией / В. J1. Беляев, С. Н. Радимов // Электромеханические и энергосберегающие системы. - 2012. - №3. - С. 469-471.

38. Рогинская, Л. Э. Исследование совместной работы регулируемых преобразователей частоты и нелинейной нагрузки / Л. Э. Рогинская, А. В. Стыскин, Н. Г. Уразбахтина // Вестник УГАТУ. - 2010. -№4(39). - С. 80-86.

39. Фираго, Б.И. Анализ входных токов системы «преобразователь частоты — асинхронный двигатель» при несимметрии питающего напряжения / Б.И. Фираго, K.M. Медведев // Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. Серия энергетика. - 2006. - №1. - С. 8-14.

40. Кучумов, В.А. Гармонический анализ входного тока электровоза с широт-но-импульсным регулированием напряжения на асинхронном двигателе / В.А. Кучумов, A.C. Княжева // Вестник ВНИИЖТ. - 2012. - №2. - С. 15-18.

41.Княжева, A.C. Расчет гармоник входного тока ЭПС постоянного тока с трехфазными тяговыми двигателями / A.C. Княжева // Железнодорожный транспорт на современном этапе. Задачи и пути их решения: сборник научных трудов ОАО «ВНИИЖТ». - 2008. - С. 13-20.

42. Бернштейн, А. Я. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе / А. Я. Бернштейн, Ю. М. Гусяцкий, А. В. Кудрявцев, Р. С. Сарбатов. - М.: Энергия. - 1980.-327с.

43. Фираго, Б.И. Оценка влияния мощности питающей сети и параметров системы «преобразователь частоты - асинхронный двигатель» на гармонический

состав ее прерывистого входного тока / Б.И. Фираго, K.M. Медведев // Известия ВУЗов сер. Энергетика. - 2006. - №6. - С. 5-12.

44. Тихменев, Б.Н. Электровозы переменного тока с тиристорными преобразователями / Б.Н.Тихменев, В.А. Кучумов. - М.: Транспорт, 1988. - 311 с.

45. Кучумов, В.А. Расчет величин гармоник тока электровоза постоянного тока с прямым самоуправлением трехфазного тягового двигателя переменного тока / В.А. Кучумов, A.C. Княжева // Сборник научных трудов ОАО «ВНИИЖТ». -2012.-С. 92-100.

46. Беляев Д.В. Мощный регулируемый электропривод переменного тока и питающая сеть / Д.В. Беляев, A.M. Вейнгер // Автоматизированный электропривод: Труды V международной (16 Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. - Санкт-Петербург, 2007. - С. 426-428.

47. Анишев, Е.Ю. Проблемы электромагнитной совместимости регулируемых электроприводов главных циркуляционных насосов АЭС / Е. Ю. Анишев, Е. В. Рощин // Труды государственного технического университета. - Н. Новгород: УГНТУ, 2010. - С. 211 -218.

48. Железко, Ю.С. Компенсация реактивной мощности и повышение качества электроэнергии / Ю.С. Железко - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 224 с.

49. Шидловский, А.К. Повышение качества энергии в электрических сетях /

A.К. Шидловский, В.Г. Кузнецов. - Киев: Наукова Думка, 1985. - 268 с.

50. Карташев, И.И. Управление качеством электроэнергии / И.И. Карташев,

B.Н. Тульский. - М.: Издательский дом МЭИ, 2006. - 320 с.

51. Каргин, C.B. Управление качеством электроэнергии в распределительных сетях общего назначения / C.B. Каргин, А.Н. Краснова, P.P. Бекбулатов. М.: НТФ "Энергопрогресс", 2012.-108 с.

52. Pitel, I. A review of the effects and suppression of power converter harmonics / I. Pitel, S.Talukdar// IAS annual meeting, 1977. - С. 119-127.

53. Розанов, Ю.К. Современные методы улучшения качества электроэнергии (аналитический обзор) / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий // Электротехника. -1998. -№ 3. - С. 10-17.

54. Климов, В.П. Способы подавления высших гармоник тока в системах

электропитания / В. П. Климов, А. Д. Москалев. - М.: АОЗТ ММП-Ирбис, 2002. -8 с.

55. Розанов, Ю.К. Силовые электронные устройства для обеспечения качества электроэнергии / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий, A.A. Квасшок, Р.П. Гринберг // Сборник тезисов докладов IV Международной конференции «Электротехника, электромеханика и электротехнологии». - Клязьма. - 2000.

56. Шидловский, А.К. Частотно-регулируемые источники реактивной мощности / А.К. Шидловский, B.C. Федий. - Киев: Наук. Думка, 1980. - 304 с.

57. Cameron, М. М. Trends in Power Factor Correction with Harmonic Filtering / M. M. Cameron // Spectrum IEEE. - 1993. - № 7, - C. 45-18.

58. David, A. T. Single-phase active power filters for Multiple nonlinear loads / A. T. David, M.A.M. Al-Zamel. Adel // IEEE Trans, on power electronics. - 1995. -№ 3. -C. 263-272.

59. Moran, L. Using active power filters to improve power quality / L. Moran, J. Dixon, J. Espinoza, R. Wallace // 5th Brazilian Power Electronics Conference COBEP, 1999.-C. 108-110.

60. Волков, A.B. Исследование функционирования и энергоэффективности применения силового активного фильтра для четырехпроводной трехфазной сети переменного напряжения / A.B. Волков, В.П. Метельский, В.А. Волков // Техническая электродинамика. - 2010. - №5. - С. 61-68.

61. Колб, A.A. Системы группового питания приводов с емкостными накопителями и параллельными активными фильтрами / A.A. Колб // Электротехнические и компьютерные системы. - 2011. -№3. - С. 404-407.

62. Moran, L. Using active power filters to improve power quality / L. Moran, J. Dixon, J. Espinoza, R. Wallace // 5th Brazilian Power Electronics Conference, COBEP'1999.

63. Fujita, H. A Practical Approach to Harmonic Compensation in Power Systems / H. Fujita, H. Akagi // Series Connection of Passive and Active Filters IEEE Trans. Ind. App. -1991.-№5. -С. 1020-1025.

64. Крутиков, K.K. Применение многофункциональных силовых активных фильтров в составе мощного частотно-регулируемого электропривода / К.К. Кру-

тиков, B.B. Рожков // Электричество. - 2011. - №2. - С. 32-38.

65. Алексеев, Б.А. Активные фильтры высших гармоник / Б.А. Алексеев // Электрооборудование. - 2007. - №3. - С. 28-32.

66. Driesen, J. The development of power quality markets / J. Driesen, T. Green, T. Van Graenenbroeck, R. Belmans // IEEE Power Engineering Society Winter Meeting, 2002 - №1. - C. 262-267.

67. Sandeep, G. J. Importance of Active Filters for Improvement of Power Quality / G. J. Sandeep, Sk. Rasoolahemmed // International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT). - 2013. -№ 4. - С. 1164-1171.

68. Розанов, Ю.К. Разработка унифицированного модуля регулятора качества электроэнергии / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий, A.A. Кваснюк, Р.П. Гринберг // Сборник тезисов докладов IV Международной конференции «Электротехника, электромеханика и электротехнологии». - Клязьма. - 2000.

69. Ефимов A.A. Активные преобразователи в регулируемых электроприводах переменного тока / A.A. Ефимов, Р.Т. Шрейнер. - Новоуральск: НГТИ, 2001.-250 с.

70. Мещеряков, В.Н. Статический компенсатор неактивных составляющих мощности текст / В.Н. Мещеряков, A.A. Коваль // Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергетика и энергосберегающие технологии». - Липецк: Изд-во ЛГТУ. - 2004. С. 121-124.

71. Мещеряков, В.Н. Трехфазный статический компенсатор неактивных составляющих мощности текст / В.Н. Мещеряков, A.A. Коваль // Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии». - Липецк: Изд-во ЛГТУ. - 2004. - С.91-95.

72. Сазонов, В.В. Универсальный регулятор качества электроэнергии на основе последовательного и параллельного активных фильтров: канд. техн. наук: 05.09.01 / Сазонов Владимир Валерьевич. Москва, 2007. - 171 с.

73. Горюнов, В. Н. Активный фильтр как техническое средство обеспечения качества электроэнергии / В. Н. Горюнов, А. Г. Лютаревич // Омский научный вестник. - 2008. -№1(64). - С. 78-80.

74. Коваль, A.A. Активные фильтрокомпенсирующие устройства для систем

регулируемого электропривода постоянного тока: монография / A.A. Коваль, В.Н. Мещеряков. - Липецк: ЛГТУ, 2008. - 164 с.

75. Лютаревич, А.Г. Анализ электромагнитной обстановки в системе «Сеть -активный фильтр гармоник» / А.Г. Лютаревич // Омский научный вестник. -2009.-№2 (80).-С. 171-173.

76. Мещеряков, В.Н. Активная фильтрация высших гармонических составляющих тока в трехфазных электрических сетях / В.Н. Мещеряков, М.А. Шеин // Вести высших учебных заведений Черноземья. - 2010. - №1 (19). - С. 35-39.

77. Зайцев А.И. Применение компенсационных преобразователей в целях энергосбережения / А.И. Зайцев, A.C. Плехов // Электротехнические комплексы и системы управления. - 2010. - №4. - С. 38-43.

78. Волков, A.B. Компенсация посредством активного фильтра реактивной мощности и мощности искажений в четырехпроводной трехфазной сети / A.B. Волков, В.А. Волков // Электротехника. - 2010. - №7. - С. 41-51.

79. Волков, A.B. Совершенствование энергосберегающей системы электропитания для автоматизированных электроприводов на основе активного фильтра /

A.B. Волков, В.П. Метельский, В.А. Волков // Электротехнические и компьютерные системы. - 2011. №3 (79). - С. 388-391.

80. Долингер, С.Ю. Схемотехнические решения активной фильтрации кривой тока в четырехпроводной трехфазной сети для обеспечения качества электрической энергии / С.Ю. Долингер, В.Н. Горюнов, A.A. Планков, O.A. Сидоров // Омский научный вестник. -2011. -№3 (103). - С. 214-217.

81. Долингер, С. Ю. Проблемы активной фильтрации кривой тока в четырехпроводной трехфазной сети / С. Ю. Долингер, С. В. Бирюков, Р. К. Романовский // Омский научный вестник. -2012. -№2 (110). -С. 215-218.

82. Бурлака, В.В. Обзор методов управления активными фильтрами /

B.В. Бурлака, С.К. Поднебенная, М.Д. Дьяченко // Электромеханические и энергосберегающие системы. - 2011. - № 1. - С. 51 -54.

83. Чаплыгин, Е. Е. Теория мощности в силовой электронике: учебное пособие / Е.Е.Чаплыгин, Н. Г. Калугин. - М.: Московский энергетический институт, 2006. - 56 с.

84. Чиликин, М. Г. Теория автоматизированного электропривода / М. Г. Чиликин, В. И. Юночев, А. С. Сандлер // М.: Энергия, 1979. - 616 с.

85. Юночев, В.И. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: Учебник для ВУЗов текст. / В.И. Юночев, В.М. Терехов. - М.: Энергия, 1980.-360 с.

86. Коваль, A.A. Система управления активным параллельным фильтром электроэнергии, адаптированная к электроприводу постоянного тока: дис. канд. техн. наук: 05.09.03 / Коваль Алексей Анатольевич. - Липецк, 2006. - 211 с.

87. Коваль, A.A. Принципы построения системы управления параллельным активным фильтром электроэнергии, адаптированной к электроприводу постоянного тока / A.A. Коваль, В.Н. Мещеряков // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2006. - №10. - С. 12-16.

88. Боярская, Н.П. Адаптивная система формирования управляющих сигналов для активных фильтров гармоник / Н.П. Боярская, A.M. Дербенев, В.П. Довгун // Ползуновский вестник. - 2011. - №2. - С. 25-29.

89. Дмитриев, С.М. Алгоритмы управления активными фильтрами гармоник / С.М. Дмитриев, A.C. Плехов, В.Г. Титов, Д.Ю. Титов, С.Н. Яшин // Труды Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева. — 2012. -№ 2(95). - С. 206-214.

90. Горюнов, В.Н. Определение управляющего воздействия активного фильтра гармоник / Горюнов В.Н., Осипов Д.С. // Электро. Электротехника. - 2009. -№ 6. - С. 20-24.

91. Кашканов, А.О. Энергосберегающее управление электрическими узлами нагрузки / А.О. Кашканов, A.C. Плехов // XII всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ. - Москва. - 2014. - С. 5171-5179.

92. Мещеряков, В.Н. Принципы построения системы управления параллельным активным фильтром электроэнергии, адаптированной к электроприводу постоянного тока / В.Н. Мещеряков, A.A. Коваль // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2006. -№ 10. - С. 12-16.

93. Кирюхигг, АЛО. Разработка и оптимизация параметров гибридного фильтра с компенсирующим трансформатором: дис. канд. техн. наук: 05.09.03 / Кирю-

хин Александр Юрьевич. - Москва, 2008. - 144 с.

94. Chen, D. Review of the control strategies applied to active power filters / D. Chen, S. Xie II IEEE International Conference on Electric Utility Deregulation, Restructuring and Power Technologies (DRPT2004). - 2004. - C. 666-670.

95. Aredes, M. Three-phase four-wire shunt active filter control strategies / M. Aredes, J. Hafner, K. Heumann // IEEE Trans, on power electronics. - 1997. - № 2. -C. 311-318.

96. Мещеряков, В.Н. Система управления параллельным активным фильтро-компенсирующим устройством на базе релейного регулятора тока в трехфазных электрических сетях / В.Н. Мещеряков, М.М. Хабибуллин // Электротехнические комплексы и системы управления. - 2012. - №2. - С. 49-54.

97. Мещеряков, В.Н. Компенсация гармонических искажений и реактивной мощности в однофазных электрических сетях посредством параллельного активного фильтра электроэнергии на базе релейного регулятора тока / В.Н. Мещеряков, М.М. Хабибуллин // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. Новочеркасск. - 2013. - №4. - С. 54-57.

98. Meshcheryakov, V.N. The practical implementation of relay control of current as main part in system of active filter of electric power / V.N. Meshcheryakov, M.M. Khabibullin // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». - 2013. - №2. -С. 25-31.

99. Мещеряков, В.Н. Активный фильтр электроэнергии с общим звеном постоянного тока и системой управления на основе релейного регулятора тока / В.Н. Мещеряков, М.М. Хабибуллин // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2014. - №7. - С. 26-33.

100. Пат. 128031 Российская Федерация, МПК H02J3/00. Устройство компенсации гармонических токов и реактивной мощности / Мещеряков В.Н., Хабибуллин М.М., Безденежных Д.В., Мещерякова О.В. (Россия); заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ФГБО ВПО ЛГТУ) (RU) - №2012133757/07; завял. 07.08.2012; опубл. 10.05.2013, Бюл. № 13 -2 с.

101. Пат. 2514439 Российская Федерация, МПК H02J3/01. Устройство компенсации высших гармоник, адаптированное к электроприводу переменного тока/ Мещеряков В.Н., Безденежных Д.В., Хабибуллин М.М., Мещерякова О.В. (Россия); заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Липецкий государственный технический университет (ФГБО ВПО ЛГТУ) (RU) -№2012133840/07; завял. 07.08.2012; опубл. 27.04.2014, Бюл. № 5 - 10 с.

102. Мещеряков, В.Н. Компенсация высших гармоник тока и напряжения на основе активного фильтра с релейным регулированием в сетях питания радиотехнических устройств и компьютерных систем / В.Н. Мещеряков, М.М. Хабибуллин // Материалы XIX международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии» ИСТ-2013. - Н. Новгород: Изд-во НГТУ им. P.E. Алексеева. - 2013. - 2 с.

103. Мещеряков, В.Н. Оптимизация системы управления параллельным активным фильтром электроэнергии для компенсации нелинейных искажений в трехфазных электрических сетях / В.Н. Мещеряков, М.М. Хабибуллин // Материалы XIX международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». - Москва: Изд-во МЭИ. 2013.-4 с.

104. Мещеряков, В.Н. Система управления параллельным активным фильтро-компенсирующим устройством на базе релейного регулятора тока в трехфазных электрических сетях / В.Н. Мещеряков, М.М. Хабибуллин // Сборник тезисов докладов 9-й Всероссийской школы-конференции молодых ученых. Управление большими системами. - Липецк: Изд-во ЛГТУ. - 2012. - С. 173-176.

105. Мещеряков, В.Н. Активный фильтр высших гармоник адаптированный к электроприводу переменного тока / В.Н. Мещеряков, Д.В. Безденежных, М.М. Хабибуллин // Сборник тезисов докладов 9-й Всероссийской школы-конференции молодых ученых. Управление большими системами. - Липецк: Изд-во ЛГТУ. - 2012. - С.164-167.

106. Meshcheryakov, V.N. Active power filter with relay current regulator and common DC link for compensation of harmonic distortion in power grids / V.N. Mesh-

cheryakov, М.М. Khabibullin, I.S. Pavlov, S.Valtchev IIIFIP Advances in Information and Communication Technology 423. Technological Innovation for Collective Awareness Systems. 5th IFIP WG 5.5/SOCOLNET Doctoral Conference on Computing, Electrical and Industrial Systems DoCEIS 2014. Lisbon. - 2014. - C. 427-434.

107. Meshcheryakov, V.N. Active Power Filter with Common DC Link for Compensation of Harmonic Distortion in Power Grids / V.N. Meshcheryakov, M.M. Khabibullin, V.V. Pikalov, S.Valtchev // 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition (PEMC 2014). Antalya. - 2014. - C. 1586-1590.

108. Плехов, A.C. Расчет емкости конденсатора в цепи постоянного тока активного фильтра гармоник / А.С. Плехов, Д.Ю. Титов, Е.А. Чернов // Инженерный вестник Дона. - 2014. - № 1. - С. 10-17.

109. Микитченко, А.Я. Выбор емкости силовых конденсаторов в двухзвенных преобразователях частоты с рекуперацией / А.Я. Микитченко, М.В. Могучев,

A.Н. Шевченко // Электричество. - 2008. - №6. - С.63-66.

110. А. Е. Наумец, А. Е. Оптимизация контура регулирования тока электромагнитного подшипника / А. Е. Наумец, Р.С. Таганов, Г. М. Мирясов,

B.Г. Титов // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. - 2013. -№5 (102). - С. 298-302.

111. Колоколов, Ю. В. Динамика релейно-импульсных регуляторов переменного тока с адаптацией гистерезиса / Ю. В. Колоколов, Д. О. Тей // Вестник Югорского государственного университета. - 2011. - №3 (22). - С. 115-122.

112. Вохрышев, В.Е. Адаптивное управление релейными системами с отрицательным переменным гистерезисом и зоной нечувствительности / В.Е. Вохрышев // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2006. -№4.-С. 1097-1099.

113.Xiaobo, F. Hysteresis Current Control Strategy for Three-phase Three-wire Active Power Filter / F. Xiaobo, Z. Dairun, S. Qian // Automation of Electric Power Systems. - 2007. - № 18. - C. 57-61.

114. Ka'zmierkowski, M.P. Current control techniques for three-phase voltage source PWM converters: A survey / M.P. Ka'zmierkowski, L. Malesani // IEEE Trans. Ind. Electron. - 1998. -№ 5. - C. 691-703.

115. Волков, A.B. Компенсация мощности искажений и реактивной мощности посредством активного фильтра с прогнозируемым релейным управлением /

A.B. Волков, В.А. Волков // Электротехника. - 2008. - №3. - С. 2-10.

116. Шилин, A.A. Исследование оптимального и скользящего режимов управления с релейным элементом, охваченным обратной связью / A.A. Шилин,

B.Г. Букреев // Вестник ТГУ. - 2014. -№3 (28). - С. 12-19.

117. Волков, В.Ю. Инженерная методика расчета полуширины петли гистерезиса релейного регулятора на примере объекта управления первого порядка / В.Ю. Волков, Е.А. Волкова // Сборник научных трудов НГТУ. - 2007. -№3(49).-С. 9-16.

118. Панкратов В.В. Векторное управление асинхронными электроприводами: учебное пособие / В.В. Панкратов. - Новосибирск: НГТУ, 1999. - 66 с.

119. Гультяев, А. Визуальное моделирование в среде MATLAB текст. / А. Гультяев. - СПб: Питер, 2000. - 429 с.

120. Дьяконов В.П. Matlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 в математике и моделировании / В.П. Дьяконов. - М.: Солон-Пресс, 2005. - 576 с.

121. Герман-Галкин, С.Г. Компьютерное моделирование преобразователей в пакете Matlab / С.Г. Герман-Галкин. - М.: Корона Принт, 2001. - 320 с.

122. Розанов, Ю.К. Моделирование энергетических систем с фильтрами высших гармоник / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий, A.A. Кваснюк, Р.П. Гринберг // Техническая электродинамика. - 2000. - Тематический выпуск ч. 2.

123. Белов, В.Ф. Тестирование математических моделей активных электрических фильтров автономных электроэнергетических систем / В.Ф. Белов, H.H. Пальдяев // Вестник ИГЭУ. - 2008. - №2. - С. 1-7.

124. Мещеряков В.Н. Математическое моделирование процесса активной фильтрации высших гармонических составляющих тока в системе «Преобразователь частоты - Асинхронный двигатель» / М.А. Шеин, В.Н. Мещеряков // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2010. - №10. - С. 31-36.

125. ГОСТ Р 7.0.11 - 2011 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Диссертация и автореферат диссертации. Структура и правила оформления. - М.: Стандартинформ, 2012. - 15 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А Компьютерное моделирование РРТ

СО О оь о h

l©BT/Diode4

Ч-1 ш

Рисунок А. 1 - Структурная схема РРТ в приложении Simulink математического

пакета Matlab

Рисунок А.2 - Структурная схема блока «Current regulator» (реализация РРТ)

Рисунок А.З - График мгновенного значения тока на выходе АИН (К1оас11=50 Ом, Я1оаа2=2 Ом, ЦоаЛ =0,005 Гн, 1и=5 А, ^ =50 Гц): а) - Н = 0,01 А; б) - Н = 0,5 А; в) - Н = 1 А

t, [сек]

Рисунок А.4 - Графики мгновенных значений тока задания РРТ и тока на выходе АИН (Н=0,01 A, Rioad2=2 Ом, L,oad =0,005 Гн, 1И=5 A, f^ =50 Гц):

а) - Rioadi=70 Ом; б) - Rloadl=150 Ом; в) - Rloadl=700 Ом