Устройство формирования переключающих функций управляющего блока матричного преобразователя частоты для системы частотного управления электроприводом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, кандидат наук Федоров, Сергей Витальевич

• Федоров, Сергей Витальевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Федоров, Сергей Витальевич

Введение..............................................................................................................................................................................5

Глава 1 Современное состояние и перспективы развития систем

управления преобразователями частоты........................................................................................12

1.1 Обзор современных полупроводниковых преобразователей....................................12

1.2 Непосредственные преобразователи частоты..........................................................................13

1.3 Принцип формирования выходного напряжения системами управления

НПЧ..........................................................................................................................................................................................17

1.3.1 Способ слежения за эталонным синусоидальным напряжением..........................18

1.3.2 Прямое преобразование частоты......................................................................................................22

1.3.3 Недостатки устройства формирования переключающих функций МПЧ

с прямым преобразованием частоты............................................................................................34

1.3.4 Способ ШИМ в системах управления матричными преобразователями частоты..................................................................................................................................................................35

1.3.5 Недостатки устройства формирования переключающих функций системы управления МПЧ с ШИМ................................................................................................43

1.4 Выводы........................................................................................................................................................................44

Глава 2 Разработка имитационной модели выходного напряжения МПЧ 46

2.1 Математическое описание выходного напряжения МПЧ............................................46

2.2 Определение моментов переключения двухпроводных ключей............................50

2.2.1 Определение времени переключения с линейными синхронизирующими кривыми........................................................................................................51

2.2.2 Определение времени переключения с синусоидальными синхронизирующими кривыми........................................................................................................54

2.3 Последовательность значений выходных частот преобразователя......................58

2.4 Алгоритм формирования выходного напряжения системой управления матричных преобразователей....................................................................................................................59

----------------------------------------------------------^------..< .... . „t, .. .

!./и'; 2.5 Алгоритм построения выходного напряжения устройством-л ,', ' : 'л / •, 1 ' ' ' ' формирования переключающих функций системы управления МПЧ с

i-

if j.vi,

ШИМ....................................................................................... 72

2.6 Выводы.................................................................................... 75

Глава 3 Спектральный анализ выходного напряжения матричных

преобразователей частоты................................................................ 76

3.1 Разложение в ряд Фурье выходного напряжения матричных преобразователей частоты при «-фазном входном.............................. 76

3.2 Разложение в ряд Фурье выходного напряжения матричных преобразователей частоты при 3-фазном входном.............................. 79

3.3 Спектральный состав выходного напряжения трехфазно-трехфазного МПЧ с однотактной схемой подключения и системой управления на основе прямого преобразования частоты.......................................... 81

3.4 Спектральный состав выходного напряжения я-фазно-трехфазного МПЧ с однотактной схемой подключения и системой управления на основе прямого преобразования частоты.................................................... 88

3.5 Спектральный состав выходного напряжения трехфазно-трехфазного МПЧ с двухтактной схемой подключения и системой управления на

основе прямого преобразования частоты........................................... 96

3.6 Анализ гармонического состава выходного напряжения, формируемого системой управления МПЧ на основе ШИМ.............................................. 98

3.7 Влияние алгоритмов работы устройства формирования переключающих функций системы управления на качественные показатели МПЧ............ 102

3.8 Выбор алгоритма модуляции устройства формирования переключающих функций системы управления........................................................ 112

3.9 Выводы.................................................................................... 118

Глава 4. Устройство формирования переключающих функций системы

управления МПЧ на основе амплитудной модуляции........................... 120

4.1 Способ формирования выходного напряжения МПЧ на основе амплитудной модуляции............................................................... 120

4.2 Гармонический анализ выходного напряжения МПЧ на основе амплитудной модуляции............................................................... 128

4.3 Разработка устройства формирования переключающих функций системы управления МПЧ на основе амплитудной модуляции................................ 131

4.3.1 Блок квантования и записи эталонного модулирующего напряжения.... 131

4.3.2 Идентификация ступеней, формируемых входными двенадцатифазными сигналами................................................... 138

4.4 Выводы.................................................................................... 156

Заключение.................................................................................... 157

Список литературы........................................................................ 159

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Устройство формирования переключающих функций управляющего блока матричного преобразователя частоты для системы частотного управления электроприводом»

Актуальность темы исследования. На сегодняшний день достижения в науке и технике привели к тому, что управляемый электропривод является основой всех используемых приводных устройств. Электропривод обеспечивает высокие показатели работы технологических механизмов и, как следствие, качество технологических процессов. В качестве одного из элементов электропривода, преобразующего электрическую энергию в механическую, используется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Анализ использования асинхронных двигателей для управления технологическими процессами на предприятиях Российской Федерации показывает, что их количество составляет в среднем 135 миллионов единиц. Потребление электроэнергии, используемое данными двигателями составляет 60 % от всех потребителей. Из них 70 % асинхронных двигателей используются в энергоемких отраслях промышленности.

Массовость использования асинхронных электроприводов требует разработки для них энергоэффективных режимов работы. Применение энергоэффективных режимов работы асинхронных электроприводов позволяет уменьшить энергопотребление на 6 ТВт-ч. Экономия выраженная в денежном эквиваленте при этом составит более 12 миллиардов рублей в год.

В настоящее время проблема создания энергоэффективных асинхронных электроприводов связана с проблемой синтеза выходного синусоидального напряжения системы частотного управления электропривода в соответствии с требуемым значением такого показателя качества, как коэффициент гармоник.

За формирование выходного синусоидального напряжения системы частотного управления электропривода отвечает такой элемент системы управления электропривода, как устройство формирования переключающих функций управляющего блока матричного преобразователя частоты [1, 12, 22, 24, 60-63, 73,78,81,99,100].

5

III! I 11 ■( ! II I >1

■ I ■ шитшт »!

4 « « , . «I I ' ЧЛ I' 1 ' „II к , 1 ' 1,11. I 1 « 1 \ 4 Г. , I Ч

V И ,1 - V V ' ч ^ * длЛ ' .

У 1 • , ,, Устройство.' формирования переключающих (функции является ; основным-, /ц,

' ' элементом, обеспечивающим синтез выходного синусоидального напряжения 1 системы частотного управления электропривода.

В современных системах управления устройства формирования переключающих функций имеют однотипную структуру, состоящую из трех идентичных каналов. Основой данных каналов является элемент сравнения. Работа устройства основана на сравнении модулирующего и синхронизирующего сигналов, в соответствии с определенным алгоритмом.

Структура современного устройства, а также алгоритмы формирования переключающих функций, основанные на сравнении сигналов, не позволяет получать выходное синусоидальное напряжение системы частотного управления электропривода в соответствии с требуемым значением такого показателя качества, как коэффициент гармоник. В свою очередь развитие современных электронных компонентов привело к возникновению новых принципов управления, которые не могли быть реализованы до недавнего времени. Это дает возможность вести разработку систем управления, позволяющих снизить значение коэффициента гармонических составляющих.

Несинусоидальность выходного напряжения системы частотного управления электропривода приводит к возникновению высших гармоник. При этом высшие гармоники обратной последовательности создают тормозной момент асинхронного двигателя. Высшие гармоники прямой последовательности -полезный момент двигателя, а гармоники нулевой последовательности создают пульсирующее поле.

В результате, высшие гармоники выходного напряжения системы частотного управления приводят к потерям электроэнергии в асинхронном двигателе. Происходит перегрев асинхронного двигателя, уменьшается полезный момент и возникают существенные помехи в электрической сети.

Поэтому улучшение качества выходного напряжения системы частотного управления электропривода путем уменьшения коэффициента гармоник является актуальной задачей.

■ II I III I ■ 1111 !■■ НИ 1ККИПЯ ■

Решению этой задачи посвящена данная диссертационная работа:1! '

"¡' .Г | , ♦ / V ' V ' V"' У^ ' / »* " , '»V " , .

Исследованиям в данной области посвящены работы таких ученых, как

Г. В. Грабовецкий, Л. А. Рутманис, Р. Т. Шрейнер, А. А. Ефимов,

А. Г. Народицкий, Е.Е. Чаплыгин, Ь. Оуи§у1, В. К Ре11у.

Работа выполнена в рамках НИОКР № 115011460049 от 14.01.2015 «Устройство формирования переключающих функций системы управления матричным преобразователем частоты» на кафедре электроснабжения промышленных предприятий ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» филиал в г. Кумертау.

Целью диссертационной работы является разработка устройства формирования переключающих функций управляющего блока матричного преобразователя частоты, позволяющего синтезировать синусоидальное выходное напряжение системы частотного управления электропривода с существенным снижением значения коэффициента гармоник.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

1. Разработка алгоритма формирования, а также компьютерных имитационных моделей выходного напряжения системы частотного управления электроприводом, позволяющих осуществлять его гармонический анализ.

2. Формирование зависимостей коэффициентов гармонических составляющих сигналов от частоты для определения возможности улучшения качества выходного напряжения системы частотного управления электропривода.

3. Разработка способа формирования переключающих функций обеспечивающего синтез выходного напряжения системы частотного управления электропривода в соответствии с требуемым значением коэффициента гармоник.

4. Разработка устройства формирования переключающих функций управляющего блока матричного преобразователя частоты для системы частотного управления электроприводом.

V 4 I > \ ^ 1) I \ < ' 1 V И* * ) 5

^ 'у * * VI * » * 4 » Ь 1 ) Л > V * 1 1 I С \! * \ * ь 9 ^ \ ' V к

Г Методологическая/ база, и', методы исследования. Для', 'решения;!

|> * / (ц I I м « 1 / Ц ' " * " » »1 1 > I • 4 ' ч » ' 11 ' ' * I А'

, * ( I Г ,, I | ' ( I * а < ц[ | 71 < > ,,11 ' ' ' ( 1 * )' * * ,

поставленных задач использовались? методы математического и имитационного моделирования, ряды Фурье, аналитические и численные методы анализа с использованием ЭВМ. При разработке компьютерных имитационных моделей был использован пакет «МаШСаё».

Объектом исследования является устройство формирования переключающих функций управляющего блока матричного преобразователя частоты для системы частотного управления электроприводом, реализующее различные алгоритмы построения выходного напряжения.

Предметом исследования является коэффициент искажения синусоидальности, характеризующий качество выходного напряжения, формируемого системой частотного управления электроприводом.

Научная новизна:

1. На основе компьютерных имитационных моделей выходного напряжения системы частотного управления электроприводом было доказано, что коэффициент гармоник, независимо от структуры устройства формирования переключающих функций, практически не зависит от частоты. Установлена зависимость среднего значения коэффициента гармоник выходного напряжения системы частотного управления электроприводом от числа фаз входного напряжения матричного преобразователя частоты для устройства формирования переключающих функций с алгоритмом циклического переключения фаз.

2. Разработан способ формирования переключающих функций, обеспечивающий синтез синусоидального выходного напряжения системы частотного управления электропривода, в соответствии с требуемым значением коэффициента гармоник.

3. Разработано устройство формирования переключающих функций управляющего блока матричного преобразователя частоты для системы частотного управления электроприводом.

■ ■ к

■■ ■ а ■■■ >■■

1ii нп111шн

Г '-/ п с ^ 4 6,; Практическая значимость результатов 'исследовании.. Предложенный;/..

ин^к * г л >у^у** . V,;? . ,*у )А'уу | V» ' , <

' " способ и устройство' формирования переключающих функций управляющего блока матричного преобразователя частоты для системы частотного управления электроприводом позволяют получить значение коэффициента искажения синусоидальности выходного напряжения, в соответствии с ГОСТ 32144-2013, без использования дополнительных средств для повышения качества выходного напряжения.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Алгоритм формирования выходного напряжения системы частотного управления электропривода, полученный на основе математических моделей.

2. Зависимости коэффициентов гармонических составляющих сигналов от частоты, определяющие возможности улучшения качества выходного напряжения системы частотного управления электропривода.

3. Способ формирования переключающих функций обеспечивающего синтез синусоидального выходного напряжения системы частотного управления электропривода в соответствии с требуемым значением коэффициента гармоник.

4. Устройство формирования переключающих функций управляющего блока матричного преобразователя частоты для системы частотного управления электроприводом.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах: Международной научно-практической конференции «Роль технических наук в развитии общества» (Уфа, 2014), XII Международной научно-практической конференции «Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований» (Новосибирск, 2014), XXXVII Международной научно-практической конференции «Технические науки - от теории к практике» (Новосибирск, 2014), VII Международной научно-практической конференции «Теория и практика актуальных исследований»

9

■ 1 ■■■ i i ■ пив 1 н11 1111 ппипiii iii ■■■ ■ ■■ ■■■■■i i iii ■ i

i 1 ¡'1к, i" ^ 1 (Краснодар, ;';2014)Л Х1У > Международной научно-практическои [ конференции:«. •: -I" ; 1 *"««Техника и технология: новые перспективы развития» (Москва, 2014). 1' 1 '

По результатам научных исследований опубликовано 24 печатные работы, в том числе 7 статей в изданиях из перечня, рекомендованного ВАК, 11 публикаций в трудах конференций, получено 6 свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста, заключения, содержит 171 страницу машинописного текста, библиографический список из 103 наименований.

Основное содержание работы. Диссертация состоит из 4-х глав, каждая из которых посвящена отдельному вопросу и затрагивает необходимые для его решения области знаний.

Глава 1 - вводная. В данной главе производится обзор современного состояния и перспективы развития устройств формирования переключающих функций систем управления матричными преобразователями частоты, применяемых в электроприводах переменного тока, их достоинства и недостатки. Приводится описание матричного преобразователя частоты, как наиболее перспективного для регулируемых электроприводов переменного тока. Осуществлена систематизация существующих алгоритмов формирования выходного напряжения матричного преобразователя частоты. Приведены примеры функциональных схем устройств формирования переключающих функций систем управления матричным преобразователем частоты с алгоритмом на основе прямого преобразования и широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

В соответствии с выявленными недостатками, связанными с низким качеством выходного напряжения, были сформулированы цели и задачи работы.

В главе 2 для количественного анализа качества выходного напряжения матричного преобразователя частоты на основе математических моделей выходного напряжения для устройств формирования переключающих функций систем управления были разработаны алгоритмы построения выходного напряжения матричных преобразователей с циклическим переключением

ю

■ I I I IIIIMlIi II 111 III III! ■

{ , \ ; ' < • л 41 I 4 •у » ч'"1 * 'V' • *> ><'

!п " *"входных фаз'и с помощью, ШИМ. На основе данных алгоритмов были;созданы, .V' компьютерные имитационные модели выходного напряжения матричных преобразователей частоты.

В главе 3 на основе имитационных моделей выходного напряжения, полученных во второй главе, была проведена оценка качества данного напряжения, формируемого устройствами, рассмотренными в первой главе.

В качестве критерия оценки алгоритмов модуляции, отражающего качество выходной электроэнергии матричных преобразователей частоты, был выбран коэффициент искажения синусоидальности напряжения согласно ГОСТ 32144-2013. Проведено разложение в ряд Фурье выходного напряжения матричных преобразователей частоты. Составлен алгоритм спектрального анализа выходного напряжения матричных преобразователей частоты. На основе данного алгоритма была создана компьютерная имитационная модель спектрального анализа выходного напряжения матричных преобразователей частоты. Произведен спектральный анализ выходного напряжения. Приведены результаты данного анализа. Была произведена оценка алгоритмов управления МПЧ с позиции коэффициента искажения синусоидальности напряжения. Определено влияние алгоритмов управления на качественные показатели МПЧ

В главе 4 был предложен способ формирования выходного напряжения матричным преобразователем частоты на основе амплитудной модуляции. Разработана схема устройства формирования переключающих функций системы управления матричным преобразователем частоты, позволяющая формировать выходное напряжение в соответствии с требованиями ГОСТ 32144-2013 к значению коэффициента искажения синусоидальности.

11

III IIIII И I ■!! II 1111

шм ■ п

'*.. •''—I11 V, Л - ■< V V,. "I I /'>*■< '^Л г/!аЛ\ I -'„^мп-Л ' ■ 1\}*<> ь

! ¡ " 'г .; V'»- ' Глава ! Современное состояние и перспективы развития систем управления 111,'/

1 *Ууу^уууудау' ' ц^г4"^»/;.:;; '"-у..

' преобразователями частоты ^ ' ■

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Федоров, Сергей Витальевич, 2015 год

1. Браславский, И. Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод: учебник для студ. высш. учеб. заведений / И. Я. Браславский, 3. Ш. Ишматов, Н. Поляков - М.: Изд-во Академия, 2004. 256 с.

2. Виноградов, А. Б. Новые алгоритмы пространственно-векторного управления матричным преобразователем частоты / А. Б. Виноградов // Электричество. 2008. №3. С.41-52.

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

4. Грабовецкий, Г. В. Применение переключающих функций для анализа электромагнитных процессов в силовых цепях вентильных преобразователей частоты. - «Электричество», 1973, №26. С. 42-46.

5. Джюджи, Д., Пели, Б. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты: Теория, характеристики, применение / пер. с англ. - М.: Энергоатомиздат, 1983.-400 с.

6. Ефимов, А. А. Активные преобразователи в регулируемых электроприводах переменного тока / А. А. Ефимов; под ред. Р. Т. Шрейнера. Новоуральск: Изд-во НГТИ, 2001.

7. Жемеров, Г. Г. Тиристорные преобразователи частоты с непосредственной связью - М.: «Энергия», 1977. - 280 с.

8. Жемеров, Г. Г. Энергетические соотношения в каскадном преобразователе частоты с непосредственной связью // Электричество, 1974, № 2. С. 73-77.

9. Жемеров, Г. Г., Шинднес, Ю. Л. Выбор формы кривой напряжения управления преобразователем частоты с непосредственной связью // Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника, 1972. Вып. 1(25). С. 24-28.

10. Зиновьев, Г. С., Попов, В. И. Устройство для управления вентильным преобразователем частоты. А. с. № 283385, опубл. 14.10.70.

г / ,v 'í г,' ■'.Г'^ '' >■ ' > »' ' i '«'" (' >iy)' ' «.'"i

'Ч 11. Зиновьев, Г.? С., Уланов, Е. И; Способ управления .инвертором напряжения // . {

Преобразовательная техника. Новосибирск, 1975. С. 24-28.

12. Ильинский, Н. Ф. Электропривод. Энерго- и ресурсосбережение: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Н. Ф. Ильинский, В. В. Москаленко - М.: Изд-во Академия, 2008. 208 с.

13. Карташев, Е. Колпаков, А. Базовые принципы проектирования матричных конверторов. Силовая электроника 2009. №5.

14. Карташов, Р. П. Тиристорные преобразователи частоты с искусственной коммутацией / Р. П. Карташов, А. К. Кулиш, Э. М. Чехет: Изд-во «Техника», 1979. 152 с.

15. Кокорин, Н. В. Исследование и разработка преобразователя частоты матричного типа для электроприводов переменного тока: диссертация ... кандидата технических наук: 11.05.10. - Чебоксары, 2010. - 157 с.

16. Кондаков, JI.A., Щукин, A.A. Матричные преобразователи частоты. Журнал "ИСУП". № 1(43). 2013.

17. Ланчин, В. И., Савёлов, Н. С. Электроника: учеб. пособие / В. И. Ланчин, Н. С. Савёлов. - Изд. 6-е, перераб. и доп. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 703, [1]с.

18. Мелешкин, В. Н. Анализ и синтез алгоритмов управления ключами в матричном конверторе / В. Н. Мелешкин, С. Н. Шипаева // Труды IV Международной (XI Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП2004, Часть 1, Магнитогорск, 14-17 сентября 2004 г. С. 337-339.

19. Мыцык, Г. С. Расчет параметров входного и выходного токов полностью управляемых непосредственных преобразователей с циклическим алгоритмом управления// Электричество, 1977. № 11 С. 62-67.

20. Народицкий, А. Г. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов / А. Г. Народицкий. Санкт-Петербургская электротехническая компания, 2004. 127 с.

ИН'« , ^ Н'Р , ' М"/.' ,Ы,|{. V Л,,*»«»* « ..

21. Основные > характеристики непосредственного I преобразователячастоты < //

II « / <1 „ > ^ ^ 1 [ >1 * 1 * < ,

Современные задачи преобразовательной техники. Вып. 4, 5. Киев, 1975, с. 130-136. Авт.: В. А. Фокин, Ю. В. Васильев, С. В. Смоляков, А. К. Кулиш.

22. Поздеев, А. Д. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах / А. Д. Поздеев. Чебоксары: Изд-во Чувашского гос. ун-та, 1998. 172 с.

23. Попков, О. 3. Основы преобразовательной техники: учеб. пособие для вузов / О. 3. Попков. 2-е изд., стереот. - М.: Издательский дом МЭИ, 2007. - 200 с.

24. Распоряжение Правительства РФ от 27.12.2010 № 2446-р (ред. от 18.08.2011) Об утверждении государственной программы «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_l 18503, свободный.

25. Сидоров, С. Н. Матричный преобразователь частоты - объект скалярного управления // Силовая электроника, №3. 2009, 31 с.

26. Сидоров, С. Н., Поляков, А. Е. Способ скалярного управления (ЗхЗ)-фазным матричным преобразователем частоты. А. с. 1Ш 2414800 С1, опубл. 20.03.2011 Бюл. № 8.

27. Соболев, В. Н., Чехет, Э. М. Анализ электромагнитных процессов в системе, непосредственный преобразователь частоты - асинхронный двигатель. - Киев, 1985. - 52с. (Препринт АН УССР. Ин-т электродинамики: 409).

28. Соколовский, Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Г. Г. Соколовский -М.: Изд-во «Академия», 2006. 272 с.

29. Способы управления преобразователями частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией. Рига, «Зинатне», 1976. 159 с. С ил. Авт.: Л. А. Рутманис, Я. П. Дрейманис, О. И. Аржаник.

30.Ушков, А. С. Колганов, А. Р. Исследование современных методов энергосберегающего управления асинхронным электроприводом. Вестник ИГЭУ. Вып. 2 2012.

* * I - Í 4 л - ,','»">■ ' ' ' * V о * 1 » - ,( !

^»¿¿и'1 4 '■ •'А'ч«ь ■ *-V

* ,Д'ЛУ У 31. Федоров,- С. ш.> Анализ / гармонического, состава «выходного .напряжения <<> " преобразователей с АИМ // Информационные технологии в проектировании и

производстве: Науч.-техн. журн./ ФГУП «ВИМИ», 2007. № 1. С. 102 - 107.

32. Федоров, С. В. Способ формирования выходного напряжения преобразователей частоты с пониженным содержанием гармонических составляющих. Автоматизация и современные технологии. 2009. № 5. С. 28-34.

33. Федоров, С. В., Бондарев, А. В. Анализ влияния структуры системы управления непосредственным преобразователем частоты на основе прямого преобразования на качество выходного напряжения. Роль технических наук в развитии общества: сборник статей Международной научно-практической конференции (22 августа 2014 г.). - Уфа: Аэтерна, 2014. С. 50 - 55.

34. Федоров, С. В., Бондарев, А. В. Анализ влияния структуры системы управления матричными преобразователями частоты на основе широтно-импульсной модуляции на качество выходного напряжения. Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований: сборник материалов XII Международной научно-практической конференции / под общ. ред. С. С. Чернова. - Новосибирск: Изд-во ЦРНС, 2014. С. 138 - 145.

35. Федоров, С. В., Бондарев, А. В. Анализ гармонического состава выходного напряжения матричного преобразователя частоты формируемого системой управления на основе широтно-импульсной модуляции. Технические науки — от теории к практике: сб. ст. по материалам XXXVII Междунар. науч.-практ. конф. № 8(33). Новосибирск: Изд. «СибАК», 2014. С. 45 - 52.

36. Федоров, С. В., Бондарев, А. В. Спектральный анализ выходного напряжения и-фазно-трехфазного матричного преобразователя частоты с однотактной схемой подключения и системой управления на основе прямого преобразования частоты. Техника и технология: новые перспективы развития: Материалы XIV Международной научно-практической конференции (25.08.2014). - М.: Изд-во «Спутник+», 2014. С. 51 - 57.

М'^и^'м'Ь *, • * . '-^.¿^н4 > и^..1' ^' ■1■ . .«. р ¿V' 1 » << V 'д * 4 .Л ^ Л ^1,1 Щ >1 ',{Чл1'3'- Федоров, С. В., Бондарев; А. В: Спектральный .анализ, выходного напряжения, > ч» V

1V'>'' ' * ' ■ 1 1 < 1 ■

'' непосредственных преобразователей частоты, получаемого исходя из минимума интегрального квадратичного критерия. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014660192 от 02.10.2014 г.

38. Федоров, С. В., Бондарев, А. В. Спектральный анализ выходного напряжения непосредственных преобразователей частоты, получаемого с помощью метода прямого преобразования. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014660465 от 08.10.2014 г.

39. Федоров, С. В., Бондарев, А. В. Спектральный анализ выходного напряжения непосредственных преобразователей частоты, получаемого путем синтеза синусоиды участками двенадцатифазного входного напряжения. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014660563 от 10.10.2014 г.

40. Федоров, С. В., Бондарев, А. В. Спектральный анализ выходного напряжения непосредственных преобразователей частоты, получаемого с помощью широтно-импульсной модуляции. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014660062 от 01.10.2014 г.

41. Федоров, С. В., Бондарев, А. В. Способы образования выходного напряжения различных классов преобразователей частоты. Научная дискуссия: вопросы технических наук. № 8 (20): сборник статей по материалам XXV Международной заочной научно-практической конференции. — М.: Изд-во «Международный центр науки и образования», 2014. С. 17 - 26.

42. Федоров, С. В., Бондарев, А. В. Способы широтно-импульсной модуляции на основе сравнения синхронизирующих сигналов с сигналами модуляции матричных преобразователей частоты. Вестник ОГУ №3 (164)/март 2014. С. 180- 186.

43. Федоров,' С/(В.,'Бондарев,^А.1 В.; Яппаров, Ф. К. Анализ гармонического1 состава выходного напряжения непосредственных преобразователей частоты. Практическая силовая электроника / Изд-во ЗАО «ММП-Ирбис», № 4(52)/2013. С. 48-50.

44. Федоров, С. В., Бондарев, А. В., Яппаров, Ф. К. Расчет коэффициента гармоник выходного напряжения непосредственного преобразователя частоты с трехфазным входным напряжением при треугольной и синусоидальной модуляции. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013615359 от 05.06.2013 г.

45. Федоров, С. В., Бондарев, А. В., Яппаров, Ф. К. Расчет коэффициента гармоник выходного напряжения непосредственного преобразователя частоты с трехфазным входным напряжением при прямоугольной модуляции. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013615360 от 05.06.2013 г.

46. Федоров, С. В., Гаврилова, Е. Н. Улучшение качества выходного напряжения преобразователей частоты как способ повышения энергосбережения электропривода. Малоотходные, ресурсосберегающие химические технологии и экологическая безопасность: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Стерлитамак: Типография «Фобос», 2013. С. 347 - 348.

47. Федоров, С. В., Мамцев, А. Н. Вычисления в Маткаде: учебно-практическое пособие. - Мелеуз: Филиал МГУТУ в г. Мелеузе, 2005. 40с.

48. Федоров, С. В., Рогинская, Л. Э. Современные направления развития полупроводниковых преобразователей частоты. Теория и практика актуальных исследований: Материалы VII Международной научно-практической конференции. 19 августа 2014 г.: сборник научных трудов. - Краснодар, 2014. С. 205-210.

I , <»*■ J s'» М>1 , 1 I I 1 * я I ' f • ) ' 1 к t 1 " T ' f I 4 I i

i u 'и Mi;Mi(t,; ^ <, ,<д , (i« ' У/v » * ^лл.

49. Федоров; С. * В Рогинская,' "Л г Э «Бондарев,' А. 'В.* "Влияние -алгоритмов*' ;

f I < « *

формирования выходного напряжения системой управления на качественные показатели матричного преобразователя частоты. Практическая силовая электроника / Изд-во ЗАО «ММП-Ирбис», № 4(56)/2014. С. 27 - 31.

50. Федоров, С. В., Рогинская, Л. Э., Бондарев, А. В. Математическое описание спектрального состава выходного напряжения матричного преобразователя частоты // Universum: Технические науки: электрон, научн. журн. 2014. № 9 (10). URL: http://7universum.com/en/tech/archive/item/1612.

51. Федоров, С. В., Рогинская, Л. Э., Бондарев, А. В. Моделирование выходного напряжения матричного преобразователя частоты. Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире. Материалы Международной научно-практической конференции. 30 сентября 2014. Том 1. С. 50 - 59.

52. Федоров, С. В., Рогинская, Л. Э., Бондарев, А. В. Спектральный анализ выходного напряжения, формируемого системой управления матричного преобразователя частоты, на основе метода прямого преобразования при линейной синхронизации. Научно-практический журнал «Приволжский научный вестник», № 10(38)/2014. С. 36-44.

53. Федоров, С. В., Рогинская, Л. Э., Бондарев, А. В. Спектральный анализ выходного напряжения, формируемого системой управления матричного преобразователя частоты, на основе метода прямого преобразования при синусоидальной синхронизации. Научно-практический журнал «Приволжский научный вестник», № 10(38)/2014. С. 45 - 52.

54. Федоров, С. В., Рогинская, Л. Э., Бондарев, А. В. Способ формирования выходного напряжения двенадцатифазно-однофазного непосредственного преобразователя частоты на основе цифрового квантования. Практическая силовая электроника / Изд-во ЗАО «ММП-Ирбис», № 4(56)/2014. С. 32 - 36.

55. Федоров, С. В., Рогинская, Л. Э., Бондарев, А. В. Устройство формирования переключающих функций системы управления матричным преобразователем частоты // Современные проблемы науки и образования. - 2014. № 6; URL: www.science-education.ru/120-15973.

166

А»«' 56. Фираго, Б.<И., Готовскии,Б.С:, Лисс.'З. А. Тиристорные циклоконверторы.*

а у и V * *<' < -. - г ......г \ >• I'

■ Минск: «Наука и техника», 1973. 296 с.

57. Чаплыгин, Е. Е. Анализ искажений выходного напряжения и сетевого тока матричного преобразователя частоты / Е. Е. Чаплыгин // Электричество, 2007. №11. С. 24-38.

58. Чаплыгин, Е. Е. Несимметричные режимы трехфазного преобразователя с коррекцией коэффициента мощности / Е. Е. Чаплыгин // Электричество, 2005. №9. С. 55-63.

59. Чехет, Э. М. Непосредственные преобразователи частоты для электропривода /Э. М. Чехет, В. П. Мордач, В. Н. Соболев. Киев: Думка, 1988. 224 с.

60. Шрейнер, Р. Т. Концепция построения двухзвенных непосредственных преобразователей частоты для электроприводов переменного тока / Р. Т. Шрейнер, А. А. Ефимов, А. И. Калыгин и др. // Электротехника. 2002. №12.

61. Шрейнер, Р. Т. Координатная стратегия управления непосредственными преобразователями частоты с ШИМ для электроприводов переменного тока / Р. Т. Шрейнер, В. К. Кривовяз, А. И. Калыгин // Электротехника. 2003. №6.

62. Шрейнер, Р. Т. Новое поколение промышленных энергосберегающих регулируемых электроприводов переменного тока / Р. Т. Шрейнер, В. К. Кривовяз, А. И. Калыгин, С. И. Шилин // Материалы V Международной (XVI Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу. СПб., 2007.

63. Шрейнер, Р. Т. Энергосберегающий промышленный регулируемый асинхронный электропривод нового поколения на основе двухзвенно-непосредственных преобразователей частоты / Р. Т. Шрейнер, В. К. Кривовяз, А. И. Калыгин, С. И. Шилин // Силовая электроника. 2007. №1. С.42-45.

64. Ялалова, 3. И., Рогинская, Л. Э. Улучшение электромагнитной совместимости полупроводниковых преобразователей с сетью и нагрузкой. Электро, 2013, №2. С. 16-20.

ty M * <*> , i ' 1 , ' ,fj I, y l it „ » \ , I , ' L • '

>. , 1 -' . 65. Alesina A., Venturini M.Analysis and Design of Optimum-Amplitude Nine-Switch Direct AC-AC Converters / IEEE Transactions on Power Electronics. Vol. 4. January 1989. № 1.

66. BeasantR. R., Beattie W. C., Refsum A. An Approach to the Realisation of a High Power Venturini Converter / Proceedings of IEEE/PESC'90. 1990.

67. Bernet S., Matsuo T., Lipo T. A. A Matrix Converter Using Reverse Blocking NPTIGBT's and Optimised Pulse Patterns / Proceedings of IEEE/PESC'96. Baveno, Italy. June, 1996.

68. Bird B., Ridge I. Amplitude - modulated frequency changer Proc. of Inst, of Elect, eng. 1972, VI19, N8, 1155p.

69. Burany N. Safe Control of Four-Quadrant Switches / Conference Records of IEEE/IAS Annual Meeting. 1989.

70. Casadei D., Grandi G., Serra G., Tani A. Space vector control of matrix converters with unity input power factor and sinusoidal input/output waveforms / Proceedings oflEEEPE' 93. Vol. 7. 1993.

71. Casadei D., Serra G., Tani A., Nielsen P. Theoretical and experimental analysis of SVMcorolled matrix converters under unbalanced supply conditions // Electromotion Journal. Vol. 4. 1997. № 1, 2.

72. Chang J., Braun D. High-frequency AC-AC converter using 3-in-l IBPMs and adaptive commutation / Proceedings of IEEE/PESC'99. vol. 1. 1999.

73. Erickson, R. A New Family of Matrix Converters / R. Erickson, O. Al- Naseem // IEEE Industrial Electronics Society Annual Conference (IECON'Ol), Vol.2, Nov./Dec. 2001, pp. 1515-1520.

74. Huber L., Borojevic D. Input Filter Design of Forced Commutated Cycloconverters / Proceedings of 6th Mediterranean Electro-technical Conference. Vol. 2. 1991.

75. Huber L., Borojevic D. Space vector modulation with unity input power factor for forced commutated cycloconverters / Conference Records of IEEE/IAS Annual Meeting. 1991. Part I.

.i'i:

vi ^ 1 >i !>/ p , j j

IEEE.-1993.-P. 860-865.

77. Ishiguro A., Inagaki K., Ishida M., Okuma S., Uchikawa Y., Iwata K. A new method of PWM control for forced commutated cycloconverters using microprocessors // IEEE.-1988.-P. 712-721.

78. Kazmierkowski, M. Control in Power Electronic. Selected Problems,/ M. Kazmierkowski, R. Krishnan, F. Blaabjerg // Academic Press, Elsevier Science, California, USA, 2002.

79. Klumpner C., Blabjerg F., Boldea I., Nielsen P. A new modulation method for matrix converters // IAS conf/-2001.-P. 345-353.

80. Klumpner C., Boldea I., Blaabjerg F. Short Term Ride through Capabilities for Direct Frequency Converters / Proceedings of IEEE/PESC'OO. Vol. 1, pp. 235-241. 2000.

81. Klumpner, C. A new class of hybrid AC/AC direct power converter / C. Klumpner, T. Wijekoon, P. Wheeler // IEEE Industry . App. Conference, 2005, Vol.4, pp.2374-

82. Mahlein J., Braun M. A Matrix Converter without Diode clamped Over- Voltage Protection / Proceedings of IEEE-IPEMC 2000. Vol. 2. 2000.

83. Mahlein J., Simon O., Braun M. A Matrix Converter with Space Vector Control Enabling Overmodulation / Proceedings of EPE'99, CD- ROM. 1999.

84. Matsuo T., Bernet S., Colby R. S., Lipo T. A. Application of the Matrix Converter to Induction Motor Drives /Conference Record of Thirty-First IEEE/IAS Annual Meeting. Vol. 1. 1996.

85. Middlebrook R. D. Input filter considerations in design and application of switching regulators / Conference Records of IEEE/IAS Society Annua 1 Meeting. Chicago.

86. Middlebrook R. D., Cuk S. M. Design Techniques for Preventing Input Filter Oscillations in Switched-Mode Regulators / Proceeding of Powercon 5, the Fifth National Solid-State Power Electronics Conference. 1978.

2381.

1976.

.1.; • 87: Milanovic M., D ' ' ' '

'«Hi^ji. -rt I 'y*« . I',»*/'

' ' If ' 'if i i» k' ' j ' ■ ^ ) j jji J ^ii i I • < * *

A Novel Unity Power Factor Correction Principle in Direct. <V

' - ■ - 1 i < * ' ,, / \ -1 < * , i (« 1 *

! .i. ' -S^ Milanovic M., Dobaj B.,

AC to AC Matrix Converters / Proceedings of IEEE/ PESC'98. 1998.

88. Neft C. L., Schauder C. D. Theory and Design of a 30-Hp Matrix Converter / Conference Records of IEEE/IAS Annual Meeting. 1988.

89. Nielson P. The matrix converter for an induction motor drive: Industrial Ph.D. project EF493, ISBN 87-89179-14-5. Aalborg University. Denmark. 1996.

90. Nielson P., Blabjerg F., Pedersen J. K. New Protection Issues of a Matrix Converter: Design Considerations for Adjustable-Speed Drives / IEEE Transactions on Industry Applications. Vol. 35, pp. 1150-1161. 1999.

91. Oyama J., Xia X., Higuchi T., Tsukamoto R., Yamada E., Koga T. Power Factor Improvement of PWM Matrix Converter Using Intermediate Voltage / Proceeding of IEEE PCC-Yokohama'93. 1993.

92. Patent № 5,793,064 (U.S.) Bidirectional lateral insulated gate bipolar transistor / Li Hsin-hua//Rockwell. August, 1998.

93. Schuster A. A Matrix Converter without Reactive Clamp Elements for an Induction Motor Drive System / Proceedings of IEEE/PESC'98. 1998.

94. Tenti P., Malesani L., Rossetto L. Optimum Control of N-Input K-Output Matrix Converters / IEEE Transactions on Power Electronics. Vol. 7. October 1992. № 4.

95. Venturini M. A new sine wave in, sine wave out, conversion technique eliminates reactive elements / Proceedings of Powercon 7. San Diego, CA. 1980.

96. Vlaktovic V., Borojevic D., Lee F. C. Input Filter Design for Power Factor Correction Circuits / IEEE Transactions on Power Electronics. Vol. 11. 1996. №1.

97. Wheeler P. W., Grant D. A. Optimized input filter design and low-loss switching techniques for a practical matrix converter / IEE Proceedings of Electric Power Applications. Vol. 144. 1997. № 4.

98. Wheeler P. W., Zhang H., Grant D. A. A theoretical and practical investigation of switching frequency harmonics in a matrix converter / Proceedings of UPEC'93. 1993.

99. Wheeler, P. Matrix converters: a technology review / P. Wheeler, J. Rodriguez, J. Clare, L. Empringham, A. Weinstein // IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol.49, No.2, 2002, pp.276.

100. Wheeler, P. Matrix converters: The technology and pptential for exploitation / P. Wheeler, J. Clare, L. Empringham, M. Apap, M. Bland // The Drives and Controls Power Electronics Conference, 2001.

101. Xu S., Plikat R., Constapel R., Korec J., Silber D. Bidirectional LIGBT on SOI substrate with high frequency and high temperature capability / Proceedings of IEEE International Symposium on Power Semiconductor Devices and IC's. ISPSD '97. Weimar. 1997.

102. Zargari N. R., Joos G., Ziogas P. D. Input Filter Design for PWM Current-Source Rectifiers / Proceedings of Applied Power Electronics Conference and Exposition, APEC'93. 1993.

103. Ziogas P. D., Khan S. I., Rashid M. H. Analysis and Design of Forced Commutated Cycloconverter Structures with Improved Transfer Characteristics / IEEE Transactions on Industrial Application. Vol. IE-33. August 1986. № 3.