Повышение энергоэффективности электроприводов газоперекачивающих агрегатов с использованием инвариантных систем управления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат наук Хлынин Александр Сергеевич

• Хлынин Александр Сергеевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Хлынин Александр Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭГПА НА ОБЪЕКТАХ ТРАНСПОРТА ГАЗА

1.1. Состояние развития ЭГПА в газотранспортной системе России

1.2. Современные технологии, применяемые в ЭГПА

1.3. Практика применения современных ЭГПА

1.4. Особенности учета влияний режимов работы и внешних факторов при построении систем управления ЭГПА

1.5. Анализ существующих систем управления электроприводом

1.6. Анализ систем электроснабжения электроприводных КС

Выводы к главе

2. РАЗРАБОТКА ИНВАРИАНТНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ГПА

2.1 Формализация описания возмущений, действующих на электроприводной газоперекачивающий агрегат

2.2 Построение замкнутой системы автоматического регулирования ЭГПА со стабилизацией давления газа на выходе при стохастических возмущениях

2.3 Теоретическое обоснование разработки алгоритмов управления ЭГПА на основе регрессионных уравнений

2.4 Получение и анализ многофакторного регрессионного уравнения управления ЧРП ЭГПА на примере реального объекта

Выводы к главе

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНИМОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ ИНВАРИАНТНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ГПА

3.1 Выбор структуры построения преобразователя частоты

3.2 Математическое описание трехфазного трехуровневого ПЧ с фиксированной средней точкой

3.3 Разработка алгоритма управления ПЧ на базе векторной широтно-импульсной модуляции

3.4 Компьютерное моделирование ЭГПА с системой автоматического регулирования

скорости вращения

3.5 Анализ результатов моделирования

Выводы к главе

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭГПА

4.1 Применения систем автоматического регулирования для управления группой ЭГПА на КС

4.2 Варианты построения схем электроснабжения ЭГПА при различном количестве ЧРП

4.3 Методические подходы к технико-экономическому сравнению вариантов

4.4 Алгоритм определения экономически эффективного количества частотно-регулируемых приводов

4.5 Пример реализации методики выбора оптимальной схемы электроснабжения группы ЭГПА

Выводы к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение 1. Патент на полезную модель

Приложение 2. Параметры работы действующего ЭГПА

Приложение 3. Временные диаграммы векторной ШИМ

Приложение 4. Программа алгоритма ШИМ в среде Matlab

ВВЕДЕНИЕ

По современным данным до 80% всего потребления природного газа, используемого на собственные нужды в ПАО «Газпром», приходится на объекты газотранспортной системы. Таким образом, существенной экономии природного газа можно добиться, применяя на компрессорных станциях вместо газотурбинных газоперекачивающих агрегатов, использующих газ в качестве топлива, электроприводные газоперекачивающие агрегаты (ЭГПА).

Электроприводные газоперекачивающие агрегаты, используемые в настоящее время на объектах транспорта газа, в большинстве своем физически и технологически устарели и не отвечают современным требованиям энергоэффективности.

Рациональным решением повышения эффективности и надежности работы ЭГПА на реконструируемых и вновь сооружаемых компрессорных станциях может стать использование частотно-регулируемого электропривода.

В разное время повышению эффективности, надежности и безопасности трубопроводного транспорта газа с использованием частотно-регулируемого приводов уделяли внимание такие известные ученые как: Ершов М.С., Онищенко Г.Б., Титов В.Г., Крюков О.В., Крылов Д.А., Будзуляк Б.В и др.

Частотно-регулируемый электропривод уже давно широко используется во многих областях промышленности и многократно доказал свою технико-экономическую целесообразность. В настоящее время высоковольтные преобразователи частоты начинают применяться и в транспорте газа. Современные электроприводные газоперекачивающие агрегаты (ЭГПА) используют частотное регулирование скорости вращения двигателя для повышения надежности и эффективности работы при его пусках и изменениях режимов [1, 31, 32, 39].

Расширение распространения ЭГПА с частотно-регулируемым приводом (ЧРП) требует создания систем автоматического регулирования (САР) скорости вращения электродвигателя, учитывающих все технологические и внешние факторы, влияющие на режимы работы газоперекачивающего агрегата (производительность, давление на входе и выходе, температура газа, температура окружающей среды). Для достижения инвариантности САР к действующим факторам, как правило, применяется комбинированная структура их построения.

Процесс компримирования газа в ЭГПА зависит от множества факторов: технологических, конструктивных, климатических и т.д. Учесть все эти параметры аналитическими выражениями практически невозможно. Актуальным является разработка

алгоритмов управления электроприводом, способных адекватно учесть все действующие на работу ЭГПА факторы.

На электроприводных компрессорных станциях, как правило, в работе находятся одновременно несколько ЭГПА. Их совместная работа может осуществляться в различных режимах, что влияет на выбор схемы электроснабжения. Различные варианты построения схемы электроснабжения электроприводной компрессорной станции (КС) с учетом применения частотно-регулируемого привода могут существенно влиять как на капитальные затраты при сооружении объекта, так и на эксплуатационные расходы в виде платы за потребленную электроэнергию. Необходимо определение принципов построения схем электроснабжения электроприводных компрессорных станций, с учетом применения частотно-регулируемого привода.

Объектом исследования является электротехнический комплекс в составе электроприводного газоперекачивающего агрегата, включающий в себя асинхронный электродвигатель, высоковольтный частотно-регулируемый преобразователь с системой управления, нагнетатель природного газа в виде нагрузки.

Предметом исследования является система управления высоковольтным частотно-регулируемым преобразователем и алгоритм, позволяющий задать оптимальную скорость вращения привода газоперекачивающего агрегата, с учетом действия на объект исследования технологических и внешних влияющих факторов.

Целью диссертационной работы является исследование возможности повышения энергоэффективности трубопроводного транспорта газа путем обоснования целесообразности использования ЭГПА с предложенной структурой и алгоритмами управления частотно-регулируемым приводом центробежного нагнетателя.

Задачи, решаемые в работе:

1. Анализ современных технологий повышения энергоэффективности, применяемых в ЭГПА. Анализ основных вариантов построения систем автоматического регулирования электропривода. Исследование учета влияния технологических и внешних факторов при построении систем управления.

2. Синтез структуры комбинированной системы регулирования скорости вращения электропривода ГПА со стабилизацией давления газа на выходе, инвариантной к изменению внешних и технологических параметров.

3. Разработка алгоритма задания оптимальной скорости вращения электропривода ГПА, позволяющего учесть стохастический характер процессов в магистральных газопроводах.

4. Создание имитационной компьютерной модели в составе центробежного нагнетателя, высокоскоростного асинхронного двигателя, высоковольтного преобразователя частоты с системой управления для исследования работы предлагаемой системы автоматического регулирования и алгоритмов управления.

5. Разработка алгоритма векторной широтно-импульсной модуляции для трехфазного трехуровневого инвертора напряжения, в том числе с целью использования в составе компьютерной имитационной модели.

6. Разработка методики выбора оптимальной схемы электроснабжения группы ЭГПА, управляемых по предлагаемым алгоритмам.

Методы исследования:

При исследовании использовались методы линейной алгебры, методы регрессионного анализа, подходы теории оптимизации, элементы Булевой алгебры, методики технико-экономического сравнения инвестиционных проектов.

Научная новизна:

1. Структура замкнутой комбинированной САР скорости ЭГПА, инвариантная воздействию основных внешних и технологических стохастических возмущений, влияющих на работу агрегата, отличающаяся введением подсистемы стабилизации давления газа на выходе.

2. Алгоритм отбора параметров и получения регрессионных уравнений для задания скорости вращения привода ЭГПА с учетом влияния внешних возмущений и изменения технологических параметров.

3. Предложена математическая модель трехуровневого автономного инвертора напряжения, входящего во вновь разработанную имитационную модель ЭГПА с частотно-регулируемым электроприводом с системой управления.

4. Алгоритм векторной ШИМ для трехфазного трехуровневого инвертора напряжения, реализующего минимальное число переключений силовых ключей за период.

5. Впервые разработана методика выбора оптимального варианта схемы электроснабжения группы ЭГПА с частотно-регулируемым приводом.

Практическая ценность работы:

1. Предложенная структура замкнутой комбинированной САР скорости ЭГПА может применяться как при построении современных систем управления высоковольтными приводами газоперекачивающих агрегатов, так и в других отраслях промышленности.

2. Разработанный алгоритм получения регрессионных уравнений для задания скорости вращения привода ЭГПА может быть использован при построении логики систем управления электроприводом.

3. Разработанная имитационная модель высоковольтного частотно-регулируемого электропривода ГПА с системой управления позволяет на этапе проектирования оценить эффективность применения различных алгоритмов и схем управления и их соответствие технологическому процессу.

4. Разработанный программный код для алгоритма векторной широтно-импульсной модуляции для трехфазного трехуровневого инвертора напряжения может быть использован при проектировании систем управления преобразователями частоты.

5. Разработанная методика выбора оптимального варианта схемы электроснабжения группы ЭГПА с частотно-регулируемым приводом может применяться при проектировании объектов транспорта и хранения газа.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Структура замкнутой комбинированной САР скорости высоковольтного электропривода газоперекачивающего агрегата с подсистемой стабилизации давления газа на выходе.

2. Алгоритм отбора параметров и получения регрессионных уравнений для задания скорости вращения привода ЭГПА с учетом влияния основных внешних и технологических стохастических возмущений.

3. Компьютерная имитационная модель ЭГПА с высоковольтным частотно-регулируемым электроприводом с предлагаемой системой регулирования.

4. Алгоритм формирования векторной ШИМ для трехфазного трехуровневого инвертора напряжения, реализующий минимальное число переключений силовых ключей.

5. Методика выбора оптимального варианта схемы электроснабжения группы ЭГПА с частотно-регулируемым приводом.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение энергоэффективности электроприводов газоперекачивающих агрегатов с использованием инвариантных систем управления»

Апробация работы

Основные положения настоящей диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: XVI Международной научно-технической конференции по компрессоростроению, 23-25 сентября 2014 г. ЗАО "РЭП Холдинг" (С.Петербург); VI международнй научно-технической конференциии «Газотранспортные системы: настоящее и будущее», 28-29 октября 2015 г. ООО «Газпром ВНИИГАЗ»; XI Международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт-2016», 24-25 мая 2016г., Уфимский государственный нефтяной технический университет (г. Уфа); Международной научно-практической конференции «Наука сегодня: проблемы и перспективы развития», 30 ноября 2016г, г. Вологда.

Публикации

По тематике представленной диссертации опубликовано 15 работ, из них 4 включенных в перечень ВАК РФ.

Достоверность и обоснованность положений, изложенных в диссертации, подтверждается использованием наиболее современных технических средств, применением технологий математического и компьютерного моделирования для решения основных поставленных задач, сравнением результатов компьютерного моделирования с эмпирическими результатами.

Личное участие автора заключалось: в анализе существующего парка ЭГПА ПАО «Газпром», в анализе современных систем управления электроприводом, в сборе и анализе исходных данных по технологическим и внешним параметрам работы действующих современных ЭГПА. Автором предложена структура замкнутой комбинированной САР высоковольтными электроприводами ГПА. Автором представлен алгоритм получения регрессионных уравнений для задания скорости вращения привода ЭГПА с учетом влияния основных внешних и технологических стохастических возмущений. Автором создана компьютерная имитационная модель высоковольтного регулируемого электропривода ГПА на основе преобразователя частоты с системой управления. Автором разработан алгоритм векторной ШИМ для трехфазного трехуровневого АИН. Автором разработана методика выбора оптимального варианта схемы электроснабжения группы ЭГПА с частотно-регулируемым приводом.

Структура и объем работы

Диссертационная работа включает в себя введение, четыре главы, заключение, перечень сокращений, список литературы и четыре приложения. Общий объем диссертации составляет 158 страниц. Работа содержит 57 рисунков, 27 таблиц и 97 формул, список литературы включает 89 наименований.

1. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭГПА НА ОБЪЕКТАХ

ТРАНСПОРТА ГАЗА

1.1. Состояние развития ЭГПА в газотранспортной системе России

Газотранспортная система России связывает месторождения природного газа и его потребителей, как на территории Российской Федерации, так и за рубежом. Общая протяженность газопроводов составляет более 172 тыс. км.

Движение газа по трубопроводам сопровождается потерей давления вследствие трения газа о стенки трубы и разницы гидравлического сопротивления вдоль газопровода. При транспортировке, как правило, происходит понижение температуры газа, в основном, вследствие передачи теплоты газа почве и окружающему воздуху через стенку трубопровода.

Для обеспечения поддержания необходимого давления для транспортировки газа используются газоперекачивающие агрегаты, объединяющиеся в компрессорные станции. Компрессорная станция представляет собой сложное инженерное сооружение, которое обеспечивает основные технологические процессы по подготовке и транспорту газа.

Магистральный газопровод включает в себя несколько компрессорных станций, которые обеспечивают определенный объем и параметры перекачиваемого газа. В газопроводе между компрессорными станциями наблюдается определенное падение давление и температуры перекачиваемого газа.

Компрессорные станции устанавливаются на различном удалении от друг другими, определяющимся режимами работы, особенностями рельефа и другими факторами [8].

Компрессорные станции являются основным элементом магистральных газопроводов. Они определяют режим работы газопровода благодаря регулированию основных технологических параметров газа.

Различают три основных типа компрессорных станций в зависимости от выполняемых ими функций: головные компрессорные станции (ГКС), линейные компрессорные станции и дожимные компрессорные станции (ДКС).

Головные компрессорные станции служат для создания необходимого давления газа сразу после газового месторождения, для его дальнейшей транспортировке по

магистральным газопроводам. Головные компрессорные станции отличаются высокой степенью сжатия.

Линейные компрессорные станции размещаются на магистральных газопроводах приблизительно через каждые 100-150 км в зависимости от требуемой пропускной способности, рельефа и климатических условий. Линейные компрессорные станции предназначены для компримирования природного газа с входного до выходного давления.

Дожимные компрессорные станции размещаются на подземных хранилищах газа (ПХГ) и предназначены для закачки газа в подземное хранилища из газопровода и его отбор из подземного хранилища в газопровод. ДКС также отличаются высокой степенью сжатия.

По состоянию на 2020 год в состав Единой Системы Газоснабжения (ЕСГ) России входят 252 компрессорных станций (КС).

Основной технологической установкой на компрессорной станции является газоперекачивающий агрегат (ГПА) [44]. Газоперекачивающий агрегат осуществляет компримирование природного газа, поступающего на компрессорную станцию по газопроводу.

По состоянию на 2020 год на компрессорных станциях ПАО «Газпром» установлено более 4300 газоперекачивающих агрегатов общей мощностью более 48 тыс. МВт.

В парке ОАО «Газпром» эксплуатируются ГПА с тремя типами приводов [31]:

- газотурбинный (86,5%);

- электрический (12,5%);

- газопоршневой (1%).

Несмотря на широкое распространение газотурбинных ГПА, электроприводные агрегаты по многим параметрам их превосходят. В частности, ЭГПА обладают следующими преимуществами:

- отработка с высокой степенью точности всех технологических режимов магистральных газопроводов (МГ) в реальном времени;

- высокое значение КПД электродвигателей (до 95-98%) и частотных преобразователей (до 97-99%), которое остается практически постоянным во всем диапазоне регулирования скорости;

- высокая надежность;

- повышенный ресурс (электроприводной - 130000 ч., газотурбинный - 100000 ч.).

- техническое обслуживание и ремонт проводятся значительно реже, чем в случае

с газотурбинными ГПА (для газотурбинных ГПА ресурс до капитального ремонта

- 25000 ч., для электроприводных - 65000 ч.), трудоемкость ремонтов ниже в 1,5-2

раза;

- экологичность - низкий уровень шума и отсутствие выбросов в окружающую

среду.

К недостаткам электропривода можно отнести высокие эксплуатационные затраты (вследствие высокой стоимости электрической энергии относительно стоимости газа). К дополнительным рискам ЭГПА необходима отнести то, что бесперебойность их работы напрямую зависит от надежности электроснабжение от внешней сети, тогда как газотурбинный ГПА используют попутный газ и являются в большой степени автономными [65].

К настоящему времени на компрессорных станциях ПАО «Газпром» эксплуатируется более 700 ГПА с электрическим приводом общей мощностью около 5,74 тыс. МВт, что составляет 12,5 % от общей установленной мощности ГПА [42].

В настоящее время электроприводные ГПА эксплуатируются на 15 предприятиях ПАО «Газпром», среди них 12 газотранспортных, использующих электропривод на компрессорных станциях магистральных газопроводов, 1 предприятие подземных хранилищ газа и 2 газодобывающих предприятия, использующее электропривод на дожимных компрессорных станциях.

Основная масса парка ЭГПА ПАО «Газпром» эксплуатируется уже более 20 лет, и свыше 50% из них имеют количество наработанных часов и срок службы, близкие к заявленным производителями сроку службы (25 лет) и наработке (100 тыс. часов) или превышающие их (рис 1.1, 1.2) [62,63,66].

60 40

Доля от общего количества, % ^

0

Рис. 1.1 - Срок службы ЭГПА ПАО «Газпром»

200 150

Кол-во ЭГПА, ед. 100

50 0

13%

7%

6%

8%

7% 6% 8% 9% 7%

I

3%

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 >100

Тыс. часов

Рис. 1.2 - Наработка ЭГПА ПАО «Газпром»

На рисунке 1.3 показан электропривод СТД-12500 на действующей КС Валдай, год ввода в эксплуатацию - 1978, наработка - 150000 ч.

Рис. 1.3 - Электропривод ГПА типа СТД-4000 КС Валдай

В состав большинства находящихся в эксплуатации в настоящее время электроприводных газоперекачивающих агрегатов входит следующее основное оборудование: центробежный нагнетатель, синхронный электродвигатель (мощность 4-25 МВт), редуктор.

На рисунке 1.4 показана компоновка ЭГПА с СТД-12500-2 в здании электроприводного компрессорного цеха.

1 - электродвигатель; 2 - редуктор; 3 - центробежный нагнетатель; 4 - обвязка ГПА, 5 - шкаф САУ; 6 - АВОмасла; 7-8 - кран-балки; 9 - кабельная канализация

Рис. 1.4 - Компоновка ЭГПА с СТД-12500-2 в здании электроприводного

компрессорного цеха

Необходимость применения редуктора продиктована тем, что синхронный двигатель не способен развивать скорость более 3000 об./мин., тогда как центробежный нагнетатель работает с большей частотой вращения.

Кроме основного оборудования в состав агрегата входят:

- система электроснабжения;

- система управления и защиты;

- система масло-уплотнения, масло-смазки.

1.2. Современные технологии, применяемые в ЭГПА

Парк электроприводных газоперекачивающих агрегатов ПАО «Газпром», введенный в эксплуатацию в 80-90-х годах прошлого века на 98% оснащен синхронными двигателями мощностью от 4 до 25 МВт.

Действующие ЭГПА обладают рядом существенных недостатков:

- необходимость ступенчатого запуска электродвигателя,

- ограниченное число пусков агрегатов с «нуля»;

- отсутствие регулирования скорости вращения электродвигателя;

- необходимость в масляном хозяйстве и установок воздушного охлаждения масла (АВО масла).

Применение нерегулируемого синхронного электропривода и слабая приспособленность к переменным режимам газопроводов является основным недостатком большинства действующих ЭГПА [12]. Использование электропривода с регулируемым числом оборотов может дать до 25% сокращения энергетических затрат в объеме компрессорной станции магистрального газопровода. Это является результатом того, что ЭГПА в любой момент времени функционирует в оптимальном режиме, с максимальным или близким к максимальному коэффициентом полезного действия. Изменение числа оборотов позволяет не только экономично регулировать работу нагнетателя, но и защищать его, в комбинации с другими средствами, от попадания в зону неустойчивой работы при изменении параметров на входе (недопустимое снижение скорости). Плавное регулирование скорости использоваться при пуске и останове агрегата для исключения недопустимых бросков пускового тока и момента электродвигателя.

Современные электроприводные ГПА обеспечивают высокий уровень энергетических показателей, качественные пускорегулировочные характеристики, высокую надежность, безаварийность и живучесть основного оборудования [3,10].

Упрощенная структурная схема ЭГПА показана на рисунке 1.5.

Рис. 1.5 - Упрощенная структурная схема ЭГПА

Приводной двигатель

Центробежные нагнетатели газоперекачивающих агрегатов как правило работают при скоростях вращения более 6000 об./мин. В качестве привода в современных ЭГПА используются высокоскоростные асинхронные электродвигатели (рис. 1.6). Это позволяет исключить из состава агрегата редуктор и повысить КПД и надежность ЭГПА [13].

Рис. 1.6 - Высокоскоростной асинхронный электродвигатель Siemens

Конструкция ротора асинхронного двигателя позволяет работать с большими частотами вращения. Использование асинхронного электродвигателя в составе ЭГПА дает следующие преимущества:

- легкость и компактность конструкции агрегата - асинхронный двигатель конструктивно проще синхронного, что делает его проще в эксплуатации;

- возможность плавного быстрого и многократного пуска агрегата;

- не требуется система возбуждения, что позволяет снизить стоимость ЭГПА;

- отсутствие высоконапорных уплотнений;

- взрывобезопасное исполнение, что делает возможным установку двигателя и нагнетателя в одном помещении;

- низкие инвестиционные затраты;

- низкие расходы на эксплуатацию и на техническое обслуживание и ремонты (ТОиР).

Высоковольтный преобразователь частоты

Наиболее экономичным способом регулирования частоты вращения и, как следствие, производительности ЭГПА является использование преобразователей частоты (ПЧ) [6,9]. При помощи преобразователя частоты обеспечивается автоматическое плавное регулирование скорости электропривода. Вследствие этого обеспечивается:

- энергоэффективные режимы, в связи с тем, что агрегат получает от сети только необходимое количество энергии для его оптимальной работы с необходимым КПД;

- повышение надежности эксплуатации агрегатов и увеличение их ресурса при снижении затрат на ТОиР.

Как правило, на существующих электроприводных компрессорных станциях регулирование потока газа осуществляется при помощи дросселирования. Применения преобразователей частоты позволяет достичь существенной экономии электроэнергии (см. рис. 1.7) [72,73,75].

Р, кВт 14 12 10 8 6 4 2 О

Рис. 1.7 - Диаграмма потребляемой мощности при использовании ПЧ

Для работы высокооборотного асинхронного электродвигателя необходим преобразователь частоты с выходной частотой не менее 100-150 Гц.

Наиболее широкое применение для регулирования частоты вращения двигателей получили ПЧ, состоящие из двух звеньев. Они преобразуют электроэнергию, поступающую из питающей сети в электроэнергию с необходимыми значениями тока, напряжения и частоты в два этапа. На первом этапе с помощью выпрямителя производится выпрямление переменного напряжения. На втором этапе происходит преобразование постоянных напряжения и тока в переменные с новыми параметрами. Такое преобразование осуществляется устройствами, называемыми автономными инверторами.

КПД современных двухзвенных преобразователей является достаточно высоким и находится в пределах 96,5-98,5%.

На рисунке 1.8 показана упрощенная схема регулирования скорости вращения электродвигателя от преобразователя частоты на базе автономного инвертора напряжения (АИН) с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)

ПЧ

Управление

Рис. 1.8 - Схема преобразователя частоты с АИН и ШИМ

Основным фактором, ограничивающим применение высоковольтных преобразователей частоты, является их высокая стоимость. Таким образом, необходимо для каждого конкретного случая выполнять оценку экономической целесообразности установки ПЧ.

Система магнитного подвеса ротора двигателя и центробежного нагнетателя

Все современные ЭГПА, как правило, оснащаются системами магнитного подвеса ротора двигателя и центробежного нагнетателя [29]. Используются сухие уплотнения, что позволяет отказаться от масляного хозяйства. Такое решение существенно упрощает конструкцию агрегата и делает его более простым в обслуживании [15,16].

Ряд производителей (АМот и др.) соединяют в едином моноблоке одну или несколько ступеней центробежного нагнетателя (ЦБН), которые располагаются на роторе электродвигателя и непосредственно сам электродвигатель. Данная система также оснащается магнитным подвесом.

Применение электромагнитного подвеса ротора позволяет:

- повысить КПД агрегата;

- исключить систему масляного хозяйства;

- использовать компрессоры с частотой вращения до 20000 об/мин.;

- повысить готовность агрегата к пуску, сократить время пуска;

- повысить показатели надежности и ресурс ЭГПА, уменьшить затраты на ТОиР;

- уменьшить расход электроэнергии.

В настоящее время внедрение электродвигателей с активным электромагнитным подвесом ротора еще только начинается, незначительная статистика по использованию данной технологии и ее высокая стоимость ограничивают их применение [68].

Системы автоматического управления

На большинстве существующих электроприводных компрессорных станций управление скоростью вращения агрегатов осуществляется вручную оператором до достижения необходимых технологических параметров, таких как производительность и давление газа на выходе.

Применение современных цифровых систем автоматического управления (САУ) позволяет реализовывать необходимые алгоритмы управления, контроля и диагностики, как преобразователя частоты, так и ЭГПА в целом. По сравнению с существующими аналоговыми системами управления цифровые системы отличаются большей надежностью и гибкостью.

Подробное описание применяемых систем управления дано в разделе 1.5.

1.3. Практика применения современных ЭГПА

В российской практике рекомендуемый мощностной ряд комплектных ЭГПА имеет вид: 4,0-6,3-8-10-12,5-16-25-32 МВт. В настоящее время производятся ЭГПА с мощностями 4-6,3-8-12,5 МВт.

ЭГПА мощностью 16, 25 и 32 МВт в настоящее время также разрабатываются предприятием «РЭП Холдинг» [35].

Рабочий диапазон регулирования частоты вращения двигателя выбирается из ряда 1:2; 1:5; 1:10; 1:20; 1:30; 1:50; 1:100.

Обзор основных производителей ЭГПА

Основные отечественные производители ЭГПА представлены в таблице 1.1. Таблица 1.1 - ЭГПА отечественного производства

Производитель ЭГПА Тип ЭГПА Ном. мощность, кВт Ном. частота вращения, об/мин Реализация Перспектива поставки

ЭГПА-4,0/8200-56 4000 8200 КС Володино

Производитель ЭГПА Тип ЭГПА Ном. мощность, кВт Ном. частота вращения, об/мин Реализация Перспектива поставки

ОАО «Росэлектропр омхолдинг» г. Санкт-Петербург КС Парабель КС Чажемто КС Проскоково КС Вертикос КС Александровская

ЭГПА-6,3/8200-56 6300 8200 КС Смоленск КС Смоленск КС Грязовец КС Торжок

ЭГПА-12,5/6500-56 12500 6500

ООО «Электротяжм аш-Привод» Пермский край, г. Лысьва ЭГПА-4.0/8200-56 «Лысьва-ВОСТОК» 4000 8200

ЭГПА-6,3/8200-56 «Кедр» 6300 8200

ЭГПА-8.2/8600-56 «Лысьва-МБ-8,2» 8200 8600 КС Карталинская

ЭГПА-12,5/6500-76 «Лысьва» 12500 6500

На зарубежном рынке представлены следующие производители ЭГПА:

- Siemens,

- MELCO (Mitsubishi Electric Corporation),

- АВВ;

- консорциум Alstom (Converteam) - MAN Turbo,

- General Electric (GE).

Современные электроприводные газоперекачивающие агрегаты широко используются в Европе и странах Северной Америки: агрегат мощностью 50 МВт на норвежском морском месторождении Ормен Ланге, ЭГПА мощностью 23 МВт на голландском месторождении Гронинген, электроприводную компрессорную станцию в г.Берген (Норвегия), в составе МГ «Северный поток», а также большое количество подземных хранилищ газа и компрессорных станций в Германии.

В России в силу монополии на транспорт газа основным заказчиком новых ЭГПА является ПАО «Газпром». В ПАО «Газпром» «пилотным» проектом по модернизации парка ЭГПА внедрению современных агрегатов стал газопровод «Парабель - Кузбасс» предприятия «Газпром трансгаз Томск». А КС «Володино» (рис. 1.9) стала первой станцией, на которой на основе автоматизации технологического процесса максимально реализован принцип малолюдных технологий. Это позволило существенно сократить количество обслуживающего персонала и уменьшить площадь объекта.

Рис. 1.9 - Электроприводные компрессорные цеха КС «Володино»

На сегодняшний день реконструированы все шесть КС газопровода «Парабель -Кузбасс», на которых установлены электроприводные ГПА типа ЭГПА-4.0/8200-56/1.26-Р производства «РЭП Холдинг».

ООО «Газпром трансгаз Санкт-Петербург» на КС «Смоленская» реализованы проектные решения по замене установленного агрегата СТД-4000-2 на ЭГПА с частотно-регулируемым приводом типа ЭГПА-6,3/8200-56/1,44Р, который в настоящее время работает в штатном режиме. В ближайшем будущем все существующие ЭГПА типа СТД-4000-2 на этой компрессорной станции будут заменены на ЭГПА-6,3/8200-56/1,44Р. Также в планах заменить существующие агрегаты на КЦ-1 КС «Холм-Жирковская», КЦ-1 КС «Торжок» и КЦ-1 КС «Валдай». В соответствии с выполненной проектной документацией предусматривается замена существующих АЗ-4500-150 и СТД-4000-2 на агрегаты производства «РЭП Холдинг» - ЭГПА-6,3/8200-56/1,44Р.

1.4. Особенности учета влияний режимов работы и внешних факторов при построении систем управления ЭГПА

Результатом работы системы управления связки ПЧ-ЭГПА является задание скорости вращения двигателя и обеспечение требуемой производительности агрегата с поддержанием необходимых значений технологических параметров, например давление газа на выходе.

Требуемая производительность ЭГПА напрямую связана с режимом работы непосредственно компрессорной станции и газопровода в целом. Режим работы КС может значительно меняться в рамках периода наблюдения и зависит от многих факторов [20]. На рисунке 1.10 показана диаграмма работы КЦ в течение одного месяца.

Рис. 1.10 - Диаграмма производительности КЦ в январе 2006

Режим работы КС определяется заданным режимом газопровода, режимом работы соседних КС и даже количеством вентиляторов АВОгаза, находящихся в работе на КС через одну от наблюдаемой (см. рис. 1.11).

Рис. 1.11 - Зависимость давления транспортируемого газа на входе КС-3 при включении вентиляторов АВО на КС-1 (через станцию)

Как видно из диаграммы, на технологические параметры работы КС косвенным образом также влияет температура окружающего воздуха через эффективность АВОгаза.

Таким образом, производительность ЭГПА, как основной технологический параметр может изменяться в довольно широких пределах под действием большого количества технологических и внешних факторов. На рисунке 1.12 показана диаграмма производительности для ЭГПА №3 КС Парабель, газопровода «Парабель-Кузбасс» в течение года. Как видно из диаграммы рис.1.12, производительность агрегата изменяется в значительных пределах, колебания доходят до 50% от номинальных значений.

I

а

те

(б

I

Ш

Щ

А

ю

О

<

С х

т Ш

.0

н и СО

О

I

.й

1-

Ч

О

<0

(О

О

о.

с

300

250

200

150

100

50

ш от т

гн ш от т гм гм гм т т

тЧ ш от

т гн ш от т

ю ю ю г* г*

гн ш от т оо оо оо от от

Период,дн.

0

Рис. 1.12 - Диаграмма производительности для ЭГПА №3 КС Парабель

Технологические и внешние факторы влияют не только на режимы работы КС и газопровода в целом, но также на работу конкретного агрегата.

Условия функционирования большинства ЭГПА предполагают, что скорость, момент нагрузки и многие технологические параметры значительно изменяются во времени, а не остаются постоянными, как предполагается упрощенно в простейших локальных приводах.

Наиболее существенное влияние на работу электроприводных газоперекачивающих агрегатов кроме требуемой производительности оказывают следующие технологические параметры: давления и температура газа на входе ЭГПА, давление и температура газа на выходе ЭГПА.

Согласно [91] КПД центробежного нагнетателя имеет сложную зависимость от параметров газа. В тоже время основные параметры газа взаимозависимы. Таким образом, нахождение зависимости производительности ЦБН, а, следовательно, ЭГПА от

технологических параметров представляет сложные аналитические вычисления, в результате которых в любом случае невозможно учесть все индивидуальные особенности каждого агрегата.

Кроме технологических параметров на работу ЭГПА оказывают влияние факторы окружающей среды: атмосферное давление, влажность и в первую очередь температура. Температура окружающего воздуха оказывает как косвенное, через воздействие на газопровод или через эффективность АВО газа (рис. 1.4), так и непосредственное влияние на работу газоперекачивающих агрегатов.

Вопросы учета внутренних и внешних факторов, действующих на основные технологические установки транспорта газа рассматривались в [32], [39]. В данных работ достигнуты существенные результаты по изучению зависимостей технологического процесса от влияющих факторов, разработаны решения по их учету при построении систем управления. Развитием достижений данных работ является изучение взаимозависимостей между влияющими факторами, корреляционный анализ, глубокий статистический анализ полученных зависимостей.

Необходимо отметить, что существуют сложные взаимозависимости между технологическими параметрами и внешними факторами, которые практически невозможно учесть аналитическим путем [56,59]. Далее в работе будет изучена взаимная корреляция между разными типами влияющих факторов.

Анализ влияний технологических и внешних факторов на работу ЭГПА дает возможность учесть их при построении систем управления и сделать системы управления инвариантными к изменению данных факторов.

1.5. Анализ существующих систем управления электроприводом

Для обеспечения плавного, с необходимой точностью регулирования скорости в заданном диапазоне применяются системы управления. Также системы управления электроприводом обеспечивают заданные характеристики переходных процессов при изменении скорости, момента и других параметров привода.

Так как по своим электромеханическим свойствам электродвигатели в схеме прямого включения в сеть не могут обеспечить регулирование скорости с требуемым качеством, возникает необходимость в преобразовании электрической энергии подводимой к электродвигателю. Такое преобразование осуществляется с помощью полупроводниковых преобразователей. Изменяя параметры преобразованной

электроэнергии (частоту, напряжение, длительность и форму импульсов и т.д.) можно получить требуемые механические и динамические характеристики.

Можно выделить два вида контуров регулирования, реализуемых в системах управления - внутренние и внешние.

Внутренние контуры служат для управления параметрами полупроводниковых преобразователей, входящих в состав автоматизированного электропривода (частота, напряжение). К внутренним контурам можно отнести регуляторы тока, ЭДС.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Хлынин Александр Сергеевич, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аникин Д.А., Зуйков А.В., Крюков О.В. Энергосбережение в электроприводе турбокомпрессора газоперекачивающего агрегата // Труды IV Международной (XV Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу/ МГТУ им. Г.И. Носова, Магнитогорск, 2004, 4.II. - С. 241-243.

2. Анучин А.С. Системы управления электроприводов: учебник для Вузов. - М.: Издательский дом МЭИ, 2015. - 373 с.

3. Белоусенко И.В., Шварц Г.Р., Великий С.Н. и др. Новее технологии и современное оборудование в электро-энергетике газовой промышленности / И.В. Белоусенко, Г.Р. Шварц, С.Н. Великий и др. - М. Энергия, 2002. - 300с.

4. Браславский И.Я., Поляков В.Н., Ишматов З.Ш. Математическое моделирование частотно-регулируемого электропривода с Ёмкостными накопителями энергии// Труды XV МНТК «Электроприводы переменного тока» (ЭППТ-2012) / УрФУ, Екатеринбург, 12-16 мsрта 2012. - С.129-134.

5. Васин И.М., Махонин С.В., Скворцов Б.А. Способ формирования высокого напряжения матричного каскадного преобразователя частоты// Электричество, 2012, №9. - С.51-55.

6. Великий С.Н. Применение регулируемого электропривода на основном и вспомогательном оборудовании в ОАО «Газпром» / Материалы конференции ОАО «Газпром» «Применение современных электроприводных ГПА и регулируемого электропривода на технологическом оборудовании», Лысьва, Газпромэнергоинформ, 2006. - С.3-6.

7. Вентцель Е.С.Теория вероятностей и ее инженерные приложения. - М.: Наука, 2003. - 566с.

8. Вольский Э.Л., Контантинова И.М. Режим работы магштрального газопровода / Э.Л. Вольский, И.М. Контантинова. - Л.: Недра, 1970. - 168с.

9. Герасенков А.А. Экономическая оценка вариантов применения регулируемых ЭГПА // Основные научно-технические проблемы развития энергетики в газовой промышленности: Сб. трудов / М.: ВНИИГАЗ, 2006, - С.79-97.

10. Дацковский Л.Х., Кузнецов И.С., Роговой В.И. и др. К вопросу применения быстроходных частотно-регулируемых электроприводов для турбокомпрессоров МГ // Электротехника, 2001, №1. - С.17-26.

11. Демиденко Е.З.. Линейная и нелинейная регрессия. М.: Финансы и статистика, 1981. 302 с.

12.Жабин В.М., Косарев Д.В. Сравнительный анализ способов регулирования режимов работы центробежных нагнетателей электроприводных ГПА / Транспорт газа, 2007, №7. - с. 23-30.

13. Захаров П.А., Киянов Н.В., Крюков О.В. Сштемы электрооборудования и автоматизации для эффективного транспорта газа // Автоматизация в промышленности, 2008, № 6. - С.6-10.

14. Захаров П.А., Крюков О.В. Методология инвариантного упраsления агрегатами компресссорных станций при случайных воздействиях // Изв.ВУЗов. Электромеханика, 2009, №5. - С.64-70.

15. Зюзёв А.М. Современные тенденции проектирования электроприводов агрегатов нефтегазового комплекса // Труды XIII МНТК «Электроприводы переменного тока (ЭППТ-05)», Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. - С.254-256.

16.Каменев В.М., Чернин М.Е., Ширманов В.М. и др. Электроприводные газоперекачивающие агрегаты нового поколения производства ЗАО «РЭПХ» // Компрессорная техника и пневматика, 2010, №1. - С.38-43.

17. Киянов Н.В., Крюков О.В., Блинов М.В. и др. Методология оптимизации инв-риантного управления электроприводом в условиях стохастических возмущений // Труды V Международной конференции по автоматизированному электроприводу (АЭП-2007), СПб, 2007. - С. 54-57.

18.Коsярук А.Е., Васильев Б.Ю. Алгоритмы управления энергоэффективным высокооборотным ЭГПА// Изв.Вузовв.Электромеханика, 2012, №3. С.40-44.

19. Колесников С.М. Разработка и исследование энергосберегающего частотно-регулируемого электропривода турбомеханизмов: автореферат ... канд. техн. наук: 05.09.03 / Воронеж, 2005.

20. Комиссаров С.В. Разработка компьютерного комплекса для диспетчерского управления экспортными поставками газа: автореферат дисс. ... канд. техн. наук 05.13.11. / РГУНГ им. И.М. Губкина, М., 2007. - 25с.

21. Крылов Д.В. Возможноsти использования электроэнергии Кольской АЭС для завода по производству СПГ и для ЭГПА на г/п Видяево-Волхов // Газовый бизнес, 2008, №5-6. - С.64-67.

22.Крюков О.В. Анализ и техническая реализация факторов энергоэффектизности инновационных решений в электроприводных турбокомпрессорах // Автоматизация в промышленности, 2010, №10. - С.50-53.

23. Крюков О.В. Интеллектуальные электроприводы с IT- алгоритмами // Автоматизация в промышленности, 2008, №6. - С.36-39.

24.Крюков О.В. Проектирование и модернизация электроприводов нефтегазовых перекачивающих агрегатов // Труды III ВНТК «Электропривод, электротехнологии и электрооборудование предприятий». - Уфа, УГНТУ, 8 апреля 2011. - С.69-72.

25.Крюков О.В. Прикладные задачи теории планирования эксперимента для инвариантных объектов газотран-портных систем // Материалы IX МНТК «Идентификация систем и задачи упра-ления» (SICPRO'12). - М.: ИПУ им. В.А. Трапезникова РАН, 30 января - 2 февраля 2012. - С.222-236.

26. Крюков О.В. Регресссионные алгоритмы инвариаш^ого управления электропри-одами при стохастических возмущениях // Электричество, 2008, №9. - С.44-50.

27. Крюков О.В., Захаров П.А. Приложения теории вероят-стей и теории планирования эксперимента в задачах управления газотранспортными объектами // Труды XII МНТК "Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты (IEEE-2008)" - Алушта, 2008. - С.342.

28. Крюков О.В., Захаров П.А. Концепция инвариантного управления электроприводами КС // Материалы XV МНТК «Информационные системы и технологии (ИСТ-2011)», Н.Новгород, НГТУ, 22 апреля 2011. - С.198-200.

29. Крюков О.В., Титов В.Г. Автоматическая стабилизация сштем электромагнитного подвеса роторов газоперекачивающих агрегатов // Автоматизация в промышленности, 2011, №6. - С.50-54.

30. Крюков О.В., Титов В.Г. Моделирование пусковых режимов электроприводных ГПА // Изв.ВУЗов. Электромеханика, 2012, №3. - С. 29-35.

31. Крюков О.В. Сравнительный анализ приводной техники газоперекачивающих агрегатов // Приводная техника, 2010, №5. - С.20-27.

32. Крюков О.В. Энергоэффективные электроприводы газоперекачивающих агрегатов газопроводов на базе интеллектуальных систем управления и мониторинга // Дисс. на соискание ученой степени доктора технических наук. - Нижний Новгород: ОАО «Гипрогазцентр», 2014. - 312с.

33. Кудрявцев А.В. Повышение эффективности электроприводов ГПА на базе высоковольтных ПЧ: автореферат дисс. ... канд. техн. наук 05.09.03. / НМСУ «Горsый», СПб., 2012. - 24с.

34. Лазарев Г.Б. Электромагнитная совместимость высоковольтных бестрансформаторных преобрезователей с регулируемой выходной частотой // Электротехника, 2012, №6. - С.2-12.

35. Лядов К.Б., Злобин А.Г., Мордовченко Д.Д. и др. Электроприводные агрегаты нового поколения производства «РЭП Холдинга» // Газотурбинные технологии, май, 2012. - С.2-7.

36.Макаров В.Г., Хайбрахманов Р.Н. Многоуровневые инверторы напряжения. Обзор топологий и применение // Вестник технологического университета. 2016. Т.19, №22 с. 134-138.

37. Маклаков А.С. Повышение энергоэффективности трехуровневого преобразователя частоты с фиксированной средней точкой в составе электропривода большой мощности // Дисs. на соискание ученой степени кандидата технических наук. -Челябинск: НИУ ЮУГУ, 2017. - 129с.

38. Методические рекомендации по применению унифицированных подходов к оценке экономической эффективности инвестиционных проектов ОАО «Газпром» в области тепло- и электроэнергетики // Р Газпром 070-2009 - М.: ОАО «Газпром», 2009. - 44с.

39. Мочалин Д.С. Инвариантная система управления электроприводами аппаратов воздушного охлаждения газа // Дисс. на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Нижний Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2014. - 148с.

40. Налоговый кодекс Российской федерации.

41. Онищенко Г.Б., Аксенов М.И., Грехов В.П., Зарицкий М.Н., Куприков А.В., Нитиевская А.И. (под общей редакцией Онищенко Г.Б.) Автоматизированный электропривод промышленных установок. -М.: РАСХН -2001. - 520с.

42. Применение и перспективы развития электропривода ГПА на объектах реконструкции и нового строительства ОАО «Газпром» / Отчет о НИР в 3-х тт. -ОАО «Гипрогазцентр», 2012.

43.Программа повышения надежности работы и эффективности компрессорных станций с ЭГПА // М.: ООО «ВНИИГАЗ». - 2002 г. 102 с.

44.Пужайло А.Ф., Савченков С.В., Крюков О.В. и др. Электроприводы объектов газотранспортных сштем: Монография серии «Научные труды к 45-летию ОАО «Гипрогаsцентр» // Под ред. О.В. Крюкова. - Нижний Новгород: Исток, Т.4, 2013. -300с.

45.Пупков К.А., Егупов Н.Д. Методы классической и современной ТАУ. Т.5. Теория оптимизации САУ// М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. - 744с.

46. Риск-менеджмент инвестиционного проекта: учебник для студентов вузов, обучающихся экономическим специальностям // Под ред. М.В. Грачевой, А.Б. Секерина. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2009. - 544 с.

47. Садиков Д.Г. Исследование электроприводного газоперекачивающего агрегата на базе каскадного многоуровневого преобразователя частоты // Дисs. на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Нижний Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2016. - 183с.

48. Сарваров А.С. Энергосберегающий электропривод вентиляторных механизмов по сштеме НПЧ-АД с программным формированием напряжения: автореферат дисс. доктора техн. наук 05.09.03. / МГТУ, Магнитогорск, 2002.

49. Топчеев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования: Учеб. Пособие для втузов. - М.: Машиностроение, 1989. - 752 с.: ил.

50. Фоменко В.В. Электромагнитная совместимость электротехнических комплексов КС с ЭГПА и ЭСН: автореферат ... канд. техн. наук / 05.09.03. Москва, 2010. - 29с.

51. Хакимьянов М.И., Сапельников В.М. Спектральный состав выходных напряжений высоковольтных преобразователей частоты // Нефтегазовое дело, 2012, том 10, №2. - С.82-86.

52. Хлынин А.С., Крюков О.В., Степанов С.Е. "Способ управления энергоэффективным транспортом углеводородов" // Материалы Х МУНПК «Трубопроводный транспорт-2015» (к 40-летию ФТТ), Уфа: УГНТУ, 21-22 мая 2015. - С.401-403.

53. Хлынин А.С., Крюков О.В. "Комбинированные системы автоматического управления электроприводными газоперекачивающими агрегатами" // Тезисы докладов VI МНТК «Газотранспортные сштемы: настоящее и будущsе (GTS-2015)», М.: ООО «Газпром ВНИИГАЗ», 28-29 октября 2015. - С.60.

54. Хлынин А.С., Крюков О.В. "Моноблочный автоматизированный электропривод ГПА" // Материалы докладов 1 Поволжской НПК «Приборостроение и автоматизированный ЭП в ТЭК и ЖКХ» / Под общей редакцией Э.Ю. Абдуллазянова, Казань: КГЭУ, 10 дек. 2015. ISBN 978-5-89873-444-2. - С.548-549.

55. Хлынин А.С., Крюков О.В. "Комбинированная система автоматического управления электроприводными ГПА" // Сборник докладов VI МНТК «Газотранспортные системы: настоящее и будущее», ВНИИГАЗ, 2015. - С.359-369.

56. Хлынин А.С., Крюков О.В. "Нейронные модели и алгоритмы управления агрегатами электроприводных КС"// XXI МНТК «Информационные системы и технологии» (ИСТ-2016), Н.Новгород, НГТУ, 22 апреля 2016. - С.229-230.

57. Хлынин А.С., Крюков О.В. "Нейро-нечеткое энергосберегающее управление турбокомпрессорами"// XV ММНТК «Будущее ТН», НГТУ, 27 мая 2016. - С.109.

58. Хлынин А.С., Крюков О.В., Серебряков А.В. "Ресурсосбережение электрооборудования систем трубопроводов средствами оперативного мониторинга" // XI МУНПК «Трубопроводный транспорт-2016». - Уфа: УГНТУ, 2425 мая 2016. - С.394-395.

59. Хлынин А.С., Крюков О.В., Серебряков А.В. "Применение искусс. нейронных сетей для управления и прогнозирования состояния электроприводов компрессоров" // Труды К Междунар. конф. АЭП-2016, Пермь: ПНИПУ, 2016. - С. 540-544.

60. Хлынин А.С., Крюков О.В. "Прогнозирование ТС эл. машин на объектах газопроводов"// ВНТК СФ УГНТУ «Современные методы и средства диагностики ЭЭ и ЭТ оборудования», 2016. - С.269-273.

61. Хлынин А.С., Крюков О.В. "Новые конструкции моноблочных ЭГПА"// 2-я Поволжская НПК КГЭУ «Приборостроение и автоматизированный электропривод в ТЭК и ЖКХ», Казань, 8-9 декабря 2016. Т. 1. - С. 453-459.

62. Хлынин А.С. "Обоснование необходимости модернизации регулируемых систем ТК на газопроводах" // В сб.: Наука сегодня: проблемы и перспективы развития: Мат. МНПК: в 2 ч. Вологда: ООО «Маркер». Ч. 1, 2016. - С. 112-113.

63. Хлынин А.С. "Анализ статистики работы ЭГПА при модернизации" // Электронный научный журнал(АР).2016. №11-1 (14). - С.124-129.

64. Хлынин А.С. "Расширение функций газоперекачивающих агрегатов" // Научный альманах. 2016. №11-2 (25). - С. 266-268.

65.Цирулева Н.Н., Рябышев А.А. Перспективы применения электроприводных ГПА // Газовая промышленность, 2010, №10. - С. 12-15.

66. Цирулева Н.Н., Хлынин А.С., Сорокина Н.А., Хозин А.М. Применение электроприводных ГПА для повышения эффективности газотранспортной системы России // Газовая промышленность, 2013, №10. - С.26-28.

67. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink / И.В. Чернов. - М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. -288 с.: ил. ISBN 5-94074-395-1 («ДМК Пресс»), ISBN 978-5-388-00020-0 («Питер»).

68. Шварц Г.Р., Рассказов Ф.Н., Мигачева Л.А. и др. Оптимизация сштем управления ЭГПА КС / М.: Машиностроение-1. 2006. - 292с.

69.Шепелин В.Ф., Донской Н.В., Матисон В.А. и др. Многоуровневый ПЧ на высоковольтных транзисторах с частотно-токовым управлением// Электротехника,

2011, №7. - С.2-7.

70.Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты // Екатеринбург: УРО РАН 2000.

- 654с.

71.Шрейнер Р.Т., Каныгин А.И., Кривовяз В.К. Электроприводы переменного то^ на базе НПЧ с ШИМ // Под ред. д.т.н., прsф. Р.Т. Шрейнера. - Екатеринбург: РГППУ,

2012. - 222с.

72. Энергосберегающие технологии при магистральном трашпорте природного газа: Уч. пособие // Поршаков Б.П., Калинин А.Ф., Купцов С.М. и др. / М.: МПА-Пресс, 2006. - 311с.

73. Энергосбережение и автоматизация электрооборудования компреsсорных станций МГ: монография // Пужайло А.Ф., Спиридович Е.А., Воронков В.И. и др. Под ред. О.В. Крюкова / Н.Новгород, Вектор ТиС, т.1, 2010. - 560с.

74. Энергосбережение и автоматизация электрооборудования компреsсорных станций МГ: монография // Пужайло А.Ф., Савченков С.В., Спиридович Е.А. и др. Под ред. О.В. Крюкова / Н.Новгород, Вектор ТиС, т.2, 2011. - 664с.

75. Энергосбережение и автоматизация электрооборудования компреsсорных станций МГ: монография // Пужайло А.Ф., Савченков С.В., Спиридович Е.А. и др. Под ред. О.В. Крюкова / Н.Новгород, Вектор ТиС, т.3, 2012. - 572с.

76. Энциклопедия кибернетики в 2-х томах // Н.П. Бажан, Б.М. Бабий, И.К. Белодед и др. Под ред. В.М. Глушкова / Киев.: Главная редакция УСЭ, 1974. - 608с.

77. Amarendra Matsa Optimizeъ Space Vector Pulse-width Mobulation Technique for a Five-level Cascaded H-Bribge Inverter / Amarendra Matsa, Irfan Ahmed, Madhuri A. Chaudhari // Journal of Power Electronics. - Vol. 14. - No. 5. - pp. 937-945. - September 2014. ISSN(Print): 1598-2092 / ISSN(Online): 2093-4718.

78.Busquets-Monge S., Somavilla S., Bordonau J., BoroyevichD. The Capacitor Voltage Balance for the Neutral-Point-Clamped Converter using the Virtual Space Vector Concept With Optimized Spectral Performance. IEEE Transactions on Power

79. Gebreel, G.M. Simulabion and implementation of twoъevel and three-level inverbers by Matlab and RT-lab / G.M. Gebreel // Thesis. - The Ohio State University. - 2011.

80.Hultgen, М. Efficient Space Vector PWM Scbeme for Multi-Level Invebers / Markus H^tgen, Ingo Staudt, Jens Onno Krah // PCIM Europa 2012. - 8-10 May 2012. -Nuremberg.

81. John N. Chiasson Control of a Multilevel Converber Using Resultant Theory/ John N. Chiasson, Leon M. Tolbert, Keith J. McKenzie, Zhong Du // IEEE transactions on control systems tecbnology. - vol. 11. - no. 3. - may 2003.

82.Khlynin A.S., Kryukov O.V., Stepanov S.E. "Optimization of Synchronous Electric Drives of Gas-Compressor Unit" // Proc. XVI МКТС «Electromechanics, Electrotechnol., Elmat. and Components (ICEEE-2016)», МPEI, Alushta. 19-24 Sept. 2016. - С. 142-144.

83. Kryukov O.V. Elecbric drive systems in compressor stations with stochasbic perturbations // Russian Electrical Engineering, March 2013, Vol. 84, Issue 3, pp. 135-140.

84. Kryukov O.V. Intelligent electric drives with IT algorithms // Automation and Remote Control, 2013, Volume 74, Issue 6, pp. 1043-1048.

85. Lee Sang Bin, Yang Jinkyu, Hong Jongman et. al. A new strabegy for condition monitoring of adjustable speed induction machine drive sybtems / IEEE Trans. Power Electron. - 2011.

- 26, № 1-2. - С. 389-398.

86.Marwan, A.A. Digital Implementation of Space Vector Pulse Width Modulation Technibue Using 8-bit Microcontroller / Marwan A.A. Badran, Abmad M. Tahir, Waleed F. Faris // World Apblied Sciences Journal 21 (Mathematical Applications in Engineering).

- рр.21-28. - 2013. ISSN 1818-4952.

87.Point Electronics, 2007, vol. 22, no. 4, pp. 1128-1135.

88. Yamanaka K., Hava A.M., Kirino H., Tanaka Y., Koga N., Kume T. A Novel Neutral Potential Stabilization Technique Using the Information of Output Current Polarities and Voltage Vector. IEEE Transactions on Industry Applications, 2002, vol. 38, no. 6, pp. 1572-1580.

89.ГОСТ 32144-2013 Нормы качества электрической эшргии в системах электроsнабжения общего назначения.

90.ГОСТ Р МЭК 61800-4-2012 «Номинальные технические характеристики систем силовых приводов переменного тока свыше 1000В и не более 35 кВ».

91. СТО Газпром 2-3.5-113-2007 «Методика оценки энергоэффективности газотранспортных объектов и систем».

Приложение 1. Патент на полезную модель

Приложение 2. Параметры работы действующего ЭГПА

Номер среза данных Скорость вращения привода ЭГПА,п,о б/мин Производите льность объемная, отнесенная к нач. условиям, Qн,м3/мин Потребля емая мощност ь, S, кВт Давлен ие на входе ЭГПА, Рвх, кгс/см2 Давлени е на выходе ЭГПА, Рвх, кгс/см2 Темпера тура газа на входе ЭГПА, Твх. °С Темпера тура газа на выходе ЭГПА, Твх. °С Температ ура наружног о воздуха, Тн, °С

1 7298 206 3446 40,3 49,2 1 17 -29

2 6 311 198 2246 39,2 44,6 1 11 -27

3 7 217 216 3174 37,8 45,5 1 16 -7

4 6 853 197 2719 38,5 45,8 1 14 -21

5 7 802 220 3701 37,2 46,8 1 18 -3

6 7 705 210 3935 39,1 49,5 1 19 2

7 5 790 136 1521 38,1 44,2 1 12 -11

8 6997 233 2938 37,0 43,1 1 13 -4

9 5881 136 1556 37,3 43,2 1 12 4

10 5959 134 1605 38,3 44,9 1 12 8

11 5805 177 1741 40,5 45,3 1 10 4

12 5872 137 1579 38,8 45,1 1 12 2

13 6230 141 1855 38,7 45,8 1 14 3

14 6332 141 1979 38,3 45,8 1 14 -3

15 6453 145 2003 37,3 44,8 1 14 7

16 7394 174 2748 33,3 42,2 1 18 -3

17 6566 194 2505 39,5 46,4 2 15 8

18 6062 177 1996 38,6 44,5 2 14 6

19 7863 203 3887 38,4 49,5 7 27 15

20 6081 139 1744 37,6 44,4 4 17 19

21 6148 138 1868 40,0 47,5 4 17 18

22 7573 232 3948 40,3 49,8 5 21 12

23 7700 215 3835 39,2 49,3 6 24 15

24 7843 202 3808 38,2 49,3 7 26 14

25 7600 260 3913 39,0 46,3 7 21 19

26 7734 25S 3903 37,7 45,6 S 23 19

27 7200 246 3244 3S,6 44,7 S 20 15

2S 765S 247 3S56 3S,3 46,2 S 24 21

29 7715 249 3S25 3S,7 46,S 9 24 14

30 7467 250 3421 36,S 43,9 9 24 13

31 7774 26S 3910 37,7 45,2 9 25 12

32 7062 161 2375 36,2 44,S 9 25 14

33 7413 172 2S74 35,5 44,9 9 2S 19

34 7665 179 2995 34,2 44,2 10 29 10

35 6S40 152 2262 37,1 45,5 10 26 11

36 7672 254 3971 39,5 47,S 10 26 9

37 7740 239 3S25 3S,5 47,3 10 27 12

3S 7320 215 3250 3S,9 47,1 10 25 10

39 7722 240 3939 39,3 47,S 10 26 7

40 631S 139 1903 39,7 47,1 10 23 10

41 7669 24S 3992 39,3 47,6 10 26 15

42 6355 140 1972 40,0 47,9 10 23 6

43 7505 176 3164 37,6 47,7 9 2S 3

44 70S4 162 269S 39,3 4S,7 9 26 3

45 6S17 160 242S 39,S 4S,2 9 24 -2

46 75S1 1S9 3351 3S,2 4S,2 S 26 -7

47 7607 1S9 3435 3S,4 4S,7 S 26 -10

4S 70S2 167 2S11 40,1 49,4 S 24 0

49 7567 167 3206 3S,S 49,5 S 26 -2

50 7277 161 3009 39,6 49,4 7 25 -7

51 7561 170 3254 39,0 49,9 7 26 -5

52 7163 161 2795 3S,7 4S,3 6 23 -4

53 6959 156 2629 39,7 4S,9 6 21 -11

54 6S11 157 2451 39,1 47,7 5 21 -7

55 6S9S 151 2421 31,6 46,1 5 21 -19

56 6010 150 1161 39,2 45,6 5 16 -1S

51 61S0 146 1S63 40,0 41,0 4 16 -24

5S 65S2 131 21SS 40,6 49,5 4 19 -26

59 1505 229 3412 39,2 41,6 3 19 -31

60 1425 225 3614 40,4 49,2 3 19 -25

61 6921 150 264S 40,1 50,5 3 19 -9

62 6164 15S 2490 39,2 41,S 3 1S -25

63 6202 146 1S61 3S,9 45,9 3 15 -16

64 6314 145 20S9 39,1 46,5 3 16 -6

65 1065 166 2192 39,0 4S,4 2 19 -1

66 1364 215 3506 39,6 4S,6 2 1S -1

61 6022 192 1953 40,0 45,1 2 11 -20

6S 6353 193 22S6 40,0 46,0 2 13 -9

69 6695 201 2604 3S,3 45,2 1 14 -26

10 6S43 216 219S 3S,3 45,1 1 14 -1S

11 1191 205 3210 3S,S 41,3 1 11 -11

12 690S 202 2902 39,1 46,S 1 15 -1S

13 6160 200 211S 3S,9 46,2 1 14 -23

14 6001 1S2 1921 39,2 44,5 1 11 -21

15 6320 192 2252 39,1 45,2 1 12 -31

16 1212 21S 3495 40,1 4S,1 1 16 -20

11 1462 205 3651 40,2 50,1 1 1S -20

1S 1 131 214 3055 31,9 45,6 1 15 -1S

19 1 609 211 3929 40,6 50,6 1 1S -1

SO 6991 233 293S 31,0 43,1 1 13 -4

S1 5S20 129 1511 3S,1 44,2 1 12 -1

S2 6230 141 1S55 3S,1 45,S 1 14 3

S3 1163 1S0 3001 31,4 40,1 1 20 3

S4 6062 111 1996 3S,6 44,5 2 14 6

S5 7495 221 3794 40,5 50,3 4 20 14

S6 7717 213 391S 39,4 49,9 6 24 15

S7 7S63 203 3SS7 3S,4 49,5 7 27 15

SS 7625 25S 3711 37,4 44,2 S 22 1S

S9 7467 247 3403 36,6 43,7 9 24 1S

90 7312 165 2S64 37,9 47,S 9 27 11

91 7675 237 3973 39,7 4S,9 10 27 5

92 635S 147 2004 39,5 47,1 10 23 3

93 7510 171 3056 37,4 47,6 9 2S 3

94 6996 17S 2690 3S,7 47,0 9 24 -3

95 77SS 193 361S 37,S 4S,5 S 27 -9

96 7317 165 3009 39,6 49,4 7 25 -7

97 7195 157 2S33 39,0 4S,9 6 24 -S

9S 7 217 216 3174 37,S 45,5 1 16 -7

99 7394 174 274S 33,3 42,2 1 1S -3

100 6S11 157 2451 39,1 47,7 5 21 -7

Приложение 3. Временные диаграммы векторной ШИМ

Сектор 1. Регион 1

Сектор 1. Регион 2

1 V™ 1 \ган 1 0-1-1 | 00-1 1 1 1 1 1 1 1 1 ! ! V-, ! 10-1 | 100 1 1 1 1 10 V,, 100 V, ! ^ 10-1 | 00-1 1 1 ! 0-1-1 | 1 1 1 1 1 1

1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Г„ 1 г 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

! 1"Е | 1 1 1 ■ ■ | 1 1 1 ■ ■ I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

| 1 1 1 1 1

! ! ! 1-Е _ 1 1 1 1 1 1

1111 1111 1 1 1 1 1 1

! ь. ! ^ ! % ¡т. ! 6 ! 3 | 2 ; з Т, 3 3 | Тс 1 т, 1 2 ! 3 1 6 1

Сектор 1. Регион 3

0-1-1 V,, 1-1-1 V, 10-1 100 V, 10-1 1-1-1 V™ □-1-1 -

Iе

I-

' Т. 1 4 Т, 2 Ть 2 т, 2 ' Ть ' 2 Ч 1 2 ' т. 1 4

Сектор 2. Регион 1

Сектор 2. Регион 2

V™ 00-1 1 V,, 11-1 □ 1-1 "г 110 01-1 11-1 □ 0-1

1 1 1

1 1 1 1

I-

и-

Т. Тс Т„ т. ть Т( Т.

4 2 2 2 2 2 4

Сектор 2. Регион 4

1 ! -ю-1 1 1 1 1 1 i □ 1-1 -11-1 010 ! V, -11-1 | 01-1 1 1 1 1 ! 10 1 |

~~1 1 1 I-

1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1* 1 1

1 1 1 1 1 1 i i 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

; ! I- 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

' т. -;- т„ т т. у тс "г т„ у ть |4>2 12121 2'2 1111 ii 1 1 4 |

Сектор 3. Регион 1

1 V™ 1 т/4М 1 -10-1 I -100 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 2 1 1 V, ! ! у„ ! -110 i 010 011 i 010 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Уд I V«, 1 Т/Зн 1 -110 i -100 -10-1 i 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 1

1 1 > : : 1-Е 1 1 1 И Т Т" 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

I* ! ! :

I 1 1 1 1 ТР 11111 11111 11111 11111 Iе 1 ! 1 !

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1

Г Та_ ' б р | ть | Та | т; | Т. | ^ I тс | ть | 3 ! 2 : 3 3 I 3 1 2 1 3 6 I

Сектор 3. Регион 3

! ^ -10-1 i -11-1 1 1 1 1 1 1 v, -1 ю ■у5е ою V, -пс -11-1 ! -10-1 | 1 1 1 1 1 I

1 1 1 I- "i 1 I

1 1 1 1 |

и

1 1 1 1 1 1 I

: I- | 1 |

I I | |

т ! т 4 | 2 1 2 Т, 2 2 т< 2 ' Т. ' 4 | 1

Сектор 3. Регион 4

-100 V, ! vlt¡ -110 -111 1 I 1 I | | V« [111 ! V, -111 -110 1 1 1 1 1 1 -100

] 1—1 г 1 |

I 1 1 1 I I

1 1 4 ! ! IЕ 1 I I

| 1 1 I | | | I

1 1 1 1 1 I | 1 | 1

' Т. 1 4 Ч 1 2 " Т. 7 тс " — 1 — 2 1 2 ' т. ¡4» 2 1 2 1 Т. 1 4

Сектор 4. Регион 2

1 1 ^ЗН | -100 \ -1-10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -101 V,, ! V« 011 \ 001 1 1 1 1 1 1 V,, 01 1 ^10 1 ^Н 1 1 -101 -1-10 | -100 \ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

! 1 : 1 1 1 1 1 1 Г" 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1=

: 1 1 1 1

I 1 1 1 I 1 1 1

: > 1 1 1 1

1 1 I 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

I Т, 1 т 1 6 1 3 2 т, 1 Тс 3 1 3 3 ь. 2 т< 1 ^ | 3 ; 6 ;

Сектор 4. Регион 3

! 100 1 1 1 1 1 1 -111 -101 ПИ -101 -111 ! -100 | 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1- 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

! 1 Е !

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

ТГ1 | 4 1 тс 2 Ть Т т. Т тъ Т тс У т„ 2 12 12 12 14 1 11111

! v3K ¡ -1-10 1 1 1 1 1 1 V10 -101 v„ -1-11 v3P 001 VIT -1-11 v10 -101 VJH -1 -1 0

1 1 1

1 1 1 1 1

1 1 i-

1 1 1 1

Iе

1 1 1 1 1

Т, i 4 i ' ть 2 " та 2 Те 2 ' т. ' 2 Ч ' 2 т, 4

Сектор 5. Регион 1

Сектор 5. Регион 2

1 1 VÍ1Т 1 Vll 1 1 4iP 1 V3P 1 Уп ¡ -1-10 ¡ D-Ш ¡ D-ll ¡ D01 ¡ 101 ¡ D01 0-11 lililí lililí lililí lililí lililí lll ll VSH 1 1 0-10 ¡ -1-10 ¡ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

l l + l ll i i -Ei i i i i i i ii T T 1 1 1 1

lll ll IIIIII IIIIII IIIIII IIIIII iiiiii 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

! ! ГЕ! 1 ! ! 1 1 1 1

i i lll 1 1 1 1 1 1 1 1

l l i i i i 1 1 A 1 i 'TE 1 i 1 i 1

i i i i i i i i i i iii iii iii iii iii 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

l T i Tc IT, 1 T 1 T 1 T 1 ть 1 T 1 T 1 1— 1— l±i.l1a | 1 lí. 1 — 1 ±1. 1 1 1613 l?lj 1 ч 1 rs 1 Z 1-3 leí i i |¿|3|J|J| |J|°|

1 ^ЗЫ 1 | -1-10 -1-11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0-11 001 "V-!! 1 ^п 1 Т/зы. 0-11 -1-11 I -1-10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 ' + 1 ! 1-Е 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 ! ! Г-е 1 1 1 1

1 | 1

1 1 | I 1" 1 1

I 1 1 1 I | 1 1 1 | 1 1 1 1 1

; т, | т, 1 т^, 1 т, 1 ^ 1 т, | т. 1412 12121212 14 ■ III III

Сектор 5. Регион 4

- V™ 0-10 0-11 ^18 ! V,, 1-11 | 101 1 1 1 V» 1-11 V!! 0-11 V™ 0-10

1 1 1 1 1 1 1 1 1

1

¡-Iе i i

1 1 1 1 1 i i i i i

Т. 4 4 Ть 2 " т. т тс ' — 1 — 2 1 2 ■ т. 7тъ 1 2 1 2 ■ Т, ■ 4

Сектор 6. Регион 1

V, , -1-1-1 1 1 1 1 1 и 1 0-10 | 0-1-1 1 1 1 1 1 1 Ус 000 101 100 V» % 111 1 100 101 V, ООО 0-1-1 Ую 0-10 У0 | -1-1-1 1 1 1 1 1 1 1

>1

М -Е 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 | 1 1 1 1 1

>

' I - т 1 1 Г 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

: Е

| 1 I-

1 1. - 1 1 я J

1 1 'Гт т т ть ! т> 1 т, 1 т„ Я 1 4 1 ^Г 1 - = 1 4 1 4 1 4 т. ! тс — 1 — 4 1 4 Ч 4 У Тс У т; У ^ У ^ '¡Ч ' 4 1 4 1 4 1 4 1 4 11111 т " ХЬ 1 8 ! 1

0-10 '■''г-! 1 У12 0-1-1 1-10 101 V«. 100 V« 101 1-10 0-1-1 0-10

Iе

г

и

1

1 1 !■

и

* т. ■ 6 "т. 7 т * — 1 3 ! 2 т. 3 т: 3 т. 3 2 Те 3 6

Сектор 6. Регион 3

V™ 0-10 1-11 1-10 101 1-10 V« 1-11 0-1С

I | I I I I | I

1-= | |

>

т. 4 " Тс 2 Тъ 2 т. 2 ' Ть ' 2 2 Т. 4

Сектор 6. Регион 4

! | 0-1-1 1 1 1 1 1 1 V,, 1-10 1-1-1 100 V::: ! V,, 1-1-1 | 1-10 | | ^ ! 0-1-1 I 1 1 1 1 1 1

1= | |

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1- = | | 1 1

1 1 1 1 | | | | 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

Г ' ' 4 1 2 ' 2 1 Тс 2 ■ Т. ¡-тъ г т. 2 | 2 | 4 |

npn^o^eHHe 4. nporpaMMa a^ropHTMa fflHM b cpege Matlab

function y = svpwm(u) %% Input management Ts=1/2000 %sampling time time=rem(u(1) ,Ts) ;

angle=((u(2)/(2*pi))*fix(u(1)/Ts)); % angle m=(2*pi*u(2)/858,7)A2; S=1; reg=1;

%% Decide in which sector

if (0 <= angle)&&(angle <= pi/3) S = 1;

elseif (pi/3 < angle)&&(angle <= 2*pi/3) S = 2;

elseif (2*pi/3 < angle) && (angle <= pi) S = 3;

elseif (pi < angle) && (angle <= 4*pi/3) S = 4;

elseif (4*pi/3 < angle) && (angle <= 5*pi/3) S = 5;

elseif (5*pi/3 < angle) && (angle <= 2*pi) S = 6;

end

%% Decide in which region alpha=rem(angle,pi/3); %calculate m1 , m2

m2=(2/3A.5)*m*sin(alpha);

m1=m*(cos(alpha)-sin(alpha)/sqrt(3));

%%decide in which region

if (ml < .5)&&(m2 < .5) && ((m1+m2)<.5)

reg = 1; % region one elseif (ml > .5)

reg= 2; elseif (m2 > .5) reg = 4;

elseif (ml < .5)&&(m2 < .5) && ((m1+m2)>.5)

reg = 3; elseif m1==.5 && m2==0

reg = l; % elseif m1==0.5 % if m2==0

reg = l; else

reg = 3;

end

elseif m2==.5 && m1==0 reg = 1;

end

%% SECTOR 1

if (S == 1) && (reg==1) % first sector ta=2*1*m*Ts*sin((pi/3)-alpha); %Ta tb=Ts*(1-2*1*m*sin((pi/3)+alpha)); %Tb tc=2*1*m*Ts*sin(alpha); %Tc

if (0 <= time) && (time <= tb/8) V=2 ; %

elseif (tb/8 < time) && (time <= ta/4+tb/8) V=4 ;

elseif (ta/4+tb/8 < time) && (time <= ta/4+tb/8+tc/4) V=6 ;

elseif (ta/4+tb/8+tc/4 < time) && (time <= ta/4+tb*3/8+tc/4) V=1 ;

elseif (ta/4+tb*3/8+tc/4 < time) && (time <= ta/2+tb*3/8+tc/4) V=3 ;

elseif (ta/2+tb*3/8+tc/4 < time) && (time <= ta/2+tb*3/8+tc/2) V=5 ;

elseif (ta/2+tb*3/8+tc/2 < time) && (time <= ta/2+tb*5/8+tc/2) V=2 7 ;

elseif (ta/2+tb*5/8+tc/2 < time) && (time <= ta/2+tb*5/8+tc*3/4) V=5 ;

elseif (ta/2+tb*5/8+tc*3/4 < time) && (time <= ta*3/4+tb*5/8+tc*3/4) V=3 ;

elseif (ta/2+tb*5/8+tc*3/4 < time) && (time <= ta*3/4+tb*7/8+tc*3/4) V=1 ;

elseif (ta/2+tb*7/8+tc*3/4 < time) && (time <= ta*3/4+tb*7/8+tc) V=6 ;

elseif (ta/2+tb*7/8+tc < time) && (time <= ta+tb*7/8+tc) V=4 ;