Математическая модель автономного инвертора, построенного на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем
Аннотация
Предлагаются пути решения широко известной проблемы электромагнитной совместимости, особенно важной для автономных электроэнергетических систем. Применение нового класса полупроводниковых преобразователей, построенных на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем (ТВМП), является одним из таких путей, по мнению авторов, наиболее перспективным. Описывается разработанная в среде MATLAB Simulink математическая модель автономного инвертора (АИ) с ТВМП, работающая в составе электротехнического комплекса на активную, активно-индуктивную нагрузки, а также на асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Раскрыто назначение основных элементов модели. Приведены уравнения, положенные в основу математической модели ТВМП, — силового ядра АИ. Показаны осциллограммы фазных напряжений и их спектры при работе АИ мощностью 12 кВА на нагрузку различного характера соизмеримой мощности. Для каждого случая рассчитаны значения полной, активной и реактивной мощности, коэффициент гармоник выходного напряжения. Отмечены достоинства предложенной модели АИ с ТВМП, а также обоснованы упрощения, принятые при её разработке.
Литература
Дмитриев Б.Ф., Рябенький В.М., Черевко А.И., Музыка М.М. Судовые полупроводниковые преобразователи: Учебник по курсу «Полупроводниковые преобразователи», 2-е изд., перераб. и доп. — Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет (САФУ), 2015, 556 с.
Анисимов Я.Ф., Васильев Е.П. Электромагнитная совместимость полупроводниковых преобразователей и судовых электроустановок. Л.: Судостроение, 1990.
Розанов Ю.К., Рябчицкий М.В., Кваснюк А.А. Силовая электроника. М.: Изд. дом МЭИ, 2007, 632 с.
Яценко А.С. Комбинированные силовые резонансные фильтры. — Изв. вузов. Энергетика, 1985, № 9, с. 22—27.
Иванов В.А., Иванова Н.А., Шукалов В.Ф. Многофазные выпрямители на базе трансформаторов с вращающимся магнитным полем. Электромашинные элементы автоматики: Межвузовский сб./Под ред. В.В. Хрущева. Ленинградский электротехнический институт, 1980, 128 с.
А. с. 524234 (СССР). Статический регулируемый трансформатор с вращающимся магнитным полем/ В.Ф. Шукалов, Н.А. Иванова. - БИ, 1976, № 29.
Воршевский А.А., Гальперин В.Е. Электромагнитная совместимость судовых технических средств. Санкт-Петербургский государственный морской технический университет, 2006, 317 с.
Зиновьев Г.С. Итоги решения некоторых проблем электромагнитной совместимости вентильных преобразователей. - Электротехника, 2000, № 11, с. 12-16.
ГОСТ 2.103-2013 (Взамен ГОСТ 2.103-68), введен 2015-07-01. Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Москва: Стандартинформ, 2015.
Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем. MatLab 6.0. Санкт-Петербург: Корона принт, 2001, 320 с.
Черных И.В. SIMULINK: среда создания инженерных приложений/Под общ. ред. В.Г. Потемкина. М.: Диалог-МИФИ, 2003, 496 с.
Кетков Ю.Л., Кетков А.Ю., Шульц М.М. MATLAB 6.x.: программирование численных методов. СПб.: БХВ-Петербург, 2004, 672 с.
Черевко А.И., Кузьмин И.Ю., Музыка М.М., Платоненков С.В., Сакович И.А. Зависимость качества выходного напряжения автономного инвертора с трансформатором с вращающимся магнитным полем от способов формирования напряжения и числа секций его круговой обмотки. — Изв. вузов. Электромеханика, 2012, № 3, с. 13—18.
Кузьмин И.Ю., Черевко А.И., Лимонникова Е.В. Влияние конструктивных особенностей трансформатора с вращающимся магнитным полем на качество выходного напряжения автономного инвертора. — Электротехника, 2015, № 8, с. 11—16.
Кузьмин И.Ю., Черевко А.И., Лимонникова Е.В. Особенности проектирования трансформаторов с вращающимся магнитным полем для полупроводниковых преобразователей. — Электричество, 2016, № 2, с. 39—44.
Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчёт индуктивностей, 2-е изд. Ленинград: Энергия, 1970, 415 с.
Вольдек А.И., Попов В.В. Электрические машины. Машины переменного тока. Санкт-Петербург: Питер, 2008, 350 с.
Специальные электрические машины. Источники и преобразователи энергии: Учебное пос. для вузов/Под ред. А.И. Бертинова. М.: Энергоиздат, 1982, 552 с.
Российский морской регистр судоходства — Правила классификации и постройки морских судов. Санкт-Петербург, 2014, т. 2.
ГОСТ 32144-2013 (Взамен ГОСТ Р 54149-2010), введен 2014-07-01. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014, 19 с.
