Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.12 - напівпровідникові перетворювачі електроенергії. - Інститут електродинаміки НАН України, Київ, 2004.
Дисертація присвячена проблемі поліпшення якості вихідної напруги керованих випрямлячів за рахунок розвитку параметричних методів управління. У роботі визначено степінь впливу якості електроенергії суднових електроенергетичних систем на роботу систем імпульсно-фазового управління; розроблено алгоритми роботи систем імпульсно-фазового управління, які забезпечують компенсацію пульсацій випрямленого струму та зниження впливу несиметрії та випадкових відхилень напруг від номінальних значень; розроблено та досліджено системи імпульсно-фазового управління, реалізуючих одержані алгоритми компенсації впливу випадкових відхилень і несиметрії напруг на основі сучасної схемотехніки і мікропроцесорів; розроблено та виготовлено джерела струму різної складності і призначення, що реалізують одержані алгоритми управління систем імпульсно-фазового управління.
У дисертаційній роботі отримали подальший розвиток теорія управління керованих випрямлячів автономних систем електроживлення що в сукупності з розробленими алгоритмами компенсації низькочастотних завад у випрямленій напрузі та побудові на їх основі структур систем імпульсно-фазового управління забезпечує вирішення важливої наукової задачі створення багатопульсних випрямлячів з високій якістю випрямленої напруги. Одержані алгоритми управління підтверджені експериментально і є важливими для подальшого розвитку перетворювальної техніки. При цьому отримані наступні основні результати:
1. Анализ існуючих методів компенсації низькочастотних завад у випрямленій напрузі показав необхідність пошуку нових алгоритмів роботи систем управління, заснованих на застосуванні параметричних методів компенсації пульсацій випрямленої напруги при несиметрії і випадкових відхиленнях напруг суднових електроенергетичних систем. Обгрунтовано вимоги до алгоритмів роботи системи управління КВ, при яких дія завад з боку мережі на систему управління викликає компенсацію цих завад у випрямленій напрузі.
2. Встановлено, що величина середньоквадратичного відхилення модуля коефіцієнта несиметрії на 3-4 порядки менша за величину математичного очікування амплітуди лінійної напруги. Тому випадкову складову коефіцієнта несиметрії при врахуванні впливу несиметрії напруг на роботу КВ можна не враховувати, що дозволило значно спростити аналіз роботі СІФУ.
3. Визначено, що компенсація другої неканонічної гармоніки випрямленої напруги, зумовленої несиметрією напруг мережі, досягається корекцією кутів включення тиристорів залежно від встановленого кута включення, модуля і аргументу коефіцієнта несиметрії напруг мережі. Модуль і аргумент коефіцієнта несимметрії напруг мережі однозначно визначаються через величини амплітуд лінійних напруг або фазових кутів між ними.
4. Доведено, що для кожного значення випрямленої напруги величини кутів включення, при яких в його спектрі відсутня друга гармоніка, визначаються тільки несиметрією напруг мережі і не залежать від принципу роботи СІФУ. Величини коректувальних кутів, на які слід змінити кути включення, що сформовані системою управління, залежать від принципу її роботи і характеру реакції СІФУ на дію несиметрії напруг мережі.
5. Встановлено, що інваріантність середнього значення випрямленої напруги до відхилень напруг мережі і лінійна регулювальна характеристика КВ при несиметрії напруг мережі забезпечується СІФУ, що формує кути включення тиристорів (i+1) -фази за величиною амплітуди i-ої лінійної напруги.
6. Розроблено алгоритми роботи СІФУ, що забезпечують компенсацію таких низькочастотних пульсацій випрямленої напруги як гармоніка 100 Гц та відхилення заданого значення випрямленої напруги при несиметрії і випадкових відхиленнях напруг суднових електроенергетичних систем. Це дозволяє в 1050 разів знизити рівень другої гармоніки випрямленої напруги у всьому діапазоні регулювання без застосування додаткових зворотних зв'язків. При цьому рівень гармонік вищих порядків збільшується в середньому на 510%, а середнє значення випрямленої напруги змінюється на 0,010,1%.
7. На основі одержаних законів формування кутів включення тиристорів розроблено, виготовлено та випробувано СІФУ, що забезпечують компенсацію низькочастотних завад у випрямленій напрузі. Застосування однокристальних мікропроцесорів цифрової обробки аналогових сигналів в реальному масштабі часу дозволяє реалізовувати одержані алгоритми управління програмними методами.
8. На основі одержаних результатів розроблено та впроваджено високоефективні промислові зразки джерел струму, що забезпечують високу якість вихідних параметрів при відхиленнях напруг суднових електроенергетичних мереж від номінальних значень та їх несиметрії.
Публікації автора:
Пекер Б.Н. Программное управление тиристорным преобразователем // Сб. Науч. Тр. Николаевского кораблестроительного института. Тем. вып. "Электрооборудование и автоматизация установок и систем". - 1986. - С. 21-30.
Обрубов А.В., Павлов Г.В., Пекер Б.Н. Влияние внешних параметрических воздействий на резонансную частоту последовательного резонансного преобразователя // Электроника и связь. - 2003. - №18. - С. 69-72.
Павлов Г.В., Обрубов А.В., Пекер Б.Н. Последовательно-резонансный инвертор в импульсном осцилляторе // Техн. електродинамiка. Тем. вип. "Проблеми сучасної електротехнiки". - 2002. - Ч. 6. - С.54-57.
Павлов Г.В., Пекер Б.Н., Рябенький В.М. Микропроцессорные системы импульсно-фазового управления преобразователем // Техн. електродинамiка. Тем. вип. "Силова електронiка та енергоефективнicть". -2001. - Ч. 2. - С. 70-73.
Павлов Г.В., Покровский М.В., Пекер Б.Н., Войтенко В.П. Влияние низкочастотных возмущений питающей сети на выходное напряжение последовательно-резонансных преобразователей // Техн. електродинамiка. Тем. вип. "Проблеми сучасної електротехнiки". - 2002. - Ч.5. - С. 49-52.
Рябенький В.М., Пекер Б.Н. Алгоритм определения параметров несимметрии напряжений трехфазной сети // Техническая электротехника. - 1987. - №1. - С. 99-100.
Рябенький В.М., Пекер Б.Н. Тистол Н.К. Повышение эффективности алгоритмов управления судовыми преобразователями // Сб. Науч. Тр. Николаевского кораблестроительного института. Тем. вып. "Электрооборудование судов". - 1985. - С. 3-8.
Рябенький В.М., Пекер Б.Н., Тистол Н.К. Работа трехфазного нулевого выпрямителя с инвариантной системой управления при нестабильности и несимметрии сети // Изв. ВУЗов. Электротехника. - 1986. - №11. - С. 121-123.
Одноканальное устройство для управления m-пульсным вентильным преобразователем: А.с. 1365299 СССР, МКИ Н 02 М 7/12 / В.М. Рябенький, Б.Н. Пекер (СССР). - № 4083275/24-07; Заявлено 02.07.86; Опубл. 07.01.88, Бюл. №1. - 6 с.
Способ измерения коэффициента несимметрии и устройство его осуществления: А.с. 1308947 СССР, МКИ G 01 R 29/16 / В.М. Рябенький, Б.Н. Пекер, Г.Д. Лясковский, В.В. Богданцев (СССР). -№ 4009588/24-21; Заявлено 21.01.86; Опубл. 07.05.88, Бюл. №17. - 4 с.
Способ компенсации неканонических гармоник выпрямленного напряжения: А.с. 1415374 СССР, МКИ Н 02 М 7/12 / В.М. Рябенький, Б.Н. Пекер (СССР). - № 4128832/24-07; Заявлено 12.06.86; Опубл. 07.08.88, Бюл. №29. - 4 с.
Способ управления вентильным преобразователем: А.с. 1374373 СССР, МКИ Н 02 М 7/12 / В.М. Рябенький, Б.Н. Пекер (СССР). - № 4091584/24-07; Заявлено 14.07.86; Опубл. 15.02.88, Бюл. №6. - 5 с.
Стабилизатор постоянного тока: А.с. 1367007 СССР, МКИ Н 02 М 7/12 / Рябенький В.М., Пекер Б.Н., Кофман В.М. (СССР). - № 4126862/24-07; Заявлено 09.07.86; Опубл. 15.01.88, Бюл. №2. - 4 с.
Устройство для измерения коэффициента несимметрии: А.с. 1308948 СССР, МКИ G 01 R 29/16 / В.М. Рябенький, Б.Н. Пекер, Г.Д. Лясковский, В.В. Богданцев (СССР). - № 4013720/24-21; Заявлено 28.01.86; Опубл. 07.05.88, Бюл. №17. - 4 с.
Устройство для управления m-пульсным вентильным преобразователем: А.с. 1525842 СССР, МКИ Н 02 М 7/12 / В.М. Рябенький, Г.Д. Лясковский, Б.Н. Пекер, Н.К. Тистол (СССР). - № 3989831/24-07; Заявлено 31.08.87; Опубл. 30.11.89, Бюл. №44. - 4 с.
Устройство для управления m-пульсным выпрямителем: А.с. 1363405 СССР, МКИ Н 02 М 7/12 / В.М. Рябенький, Б.Н. Пекер, Г.В. Павлов, Н.К. Тистол (СССР). - № 4096716/24-07; Заявлено 28.07.86; Опубл. 30.12.87, Бюл. №48. - 8 с.
Устройство для формирования управляющих импульсов: А.С. 1525833 СССР, МКИ Н 02 М 1/08 / Г.В. Павлов, В.М. Рябенький, А.Г. Кришталь, Б.Н. Пекер (СССР). - № 4250216/24-07; Заявлено 17.03.87; Опубл. 1.8.89; БИ №44. - 5 с.
Бухинский С.И., Рябенький В.М., Пекер Б.Н., Павлов Г.В. Компенсация низкочастотных помех сети в выпрямленном напряжении: Препр. / АН Украины. Институт электродинамики; №500. - К.: 1987. - 55 с.
Пекер Б.Н. Подавление низкочастотных пульсаций выпрямленного тока регулируемых полупроводниковых преобразователей // Труды IV Всесоюзной конференции "Проблемы преобразовательной техники". - Ч.3. - К.: ИЭД АН Украины. - 1987. - С. 207-208.
Рябенький В.М., Пекер Б.Н., Павлов Г.В., Ухань В.Д. Измерительно-моделирующий комплекс для оптимизации структур тиристорных преобразователей. // Труды Всесоюзной конференции "Проблемы преобразовательной техники". - Ч. 6. - Киев.: ИЭД АН Украины. - 1987. - С. 217-218.
Павлов Г.В., Пекер Б.Н. Помехоустойчивая инвариантная система управления тиристорным преобразователем // Труды Всесоюзной конференции "Проблемы электромагнитной совместимости силовых полупроводниковых преобразователей». - Часть 2. - Таллин.: АН ЭССР, 1986. - С. 93-94.
Рябенький В.М., Пекер Б.Н. Принципы компенсации низкочастотных помех сети в выпрямленном напряжении // Труды Всесоюзной конференции "Проблемы электромагнитной совместимости силовых полупроводниковых преобразователей». - Часть 2. - Таллин.: АН ЭССР, 1986. - С. 91-92.
Рябенький В.М., Пекер Б.Н., Павлов Г.В. Вероятностные и спектрально-корреляционные характеристики параметров качества электрической энергии судовых электроэнергетических систем // Труды третьей Республиканской конференции "Устройства преобразования информации для контроля и управления в энергетике". - Харьков, 1988. - С. 21.
Рябенький В.М., Пекер Б.Н., Павлов Г.В., Ассуиров Д.Д. Измерительно-регистрирующий комплекс ИРК-2 // Информационный листок. Серия "Промышленная энергетика". - Вып. 5 - Одесса, 1988. - 3 с.
