Энергетическая эффективность в электрических цепях с полупроводниковыми приборами
Автор: Алексеева Татьяна Леонидовна, Рябченок Наталья Леонидовна, Астраханцев Леонид Алексеевич, Тихомиров Владимир Александрович
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Преобразовательная техника
Статья в выпуске: 2 т.20, 2020 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрена теория энергетических процессов в электрических цепях с полупроводниковыми преобразователями, которые получили широкое применение на предприятиях в различных отраслях экономики. Выполненным анализом известных технических решений по повышению энергетической эффективности и электромагнитной совместимости преобразовательной техники определены задачи исследования. В основу методологии исследования энергетической эффективности в электрических цепях с полупроводниковыми приборами приняты закон сохранения энергии, спектральный анализ несинусоидального напряжения и тока. Для разработки новых энергетических характеристик полупроводниковых преобразователей в статье использованы направления научных работ основателей фундаментальной электротехники. Исследованием доказано влияние непроводящего состояния силовых полупроводниковых приборов преобразователей на продолжительность необратимого преобразования электрической энергии в иной вид энергии и обоснована целесообразность учета спектра гармонических составляющих несинусоидального напряжения и тока. Для снижения потребляемого из сети тока предложено регулировать мощность преобразователями за счет изменения величины и обеспечивать активный характер их входного электрического сопротивления. Методом математического моделирования показана возможность улучшения энергетических показателей электропривода за счет применения электрического полупроводникового вариатора вместо управляемого выпрямителя. Разработанные энергетические характеристики полупроводниковых регуляторов мощности позволяют определить перспективные направления совершенствования преобразовательной техники устранять методологические противоречия в образовательном процессе подготовки специалистов.
Энергетическая эффективность, преобразователь, напряжение, мощность, входное электрическое сопротивление
Короткий адрес: https://sciup.org/147234057
IDR: 147234057 | DOI: 10.14529/power200208
Список литературы Энергетическая эффективность в электрических цепях с полупроводниковыми приборами
- Poynting, J.H. On the Transfer of Energy in the Electromagnetic Field / J.H. Poynting // Philosactions of the Royal Society. - London: 1884. - Vol. 175. - Р. 343-361.
- Демирчан, К.С. Теоретические основы электротехники /К.С. Демирчан, Л.Р. Нейман, Н.В. Коров-кин. - СПб.: Питер, 2009. - Т. 2. - 431 с.
- Афанасьев, Б.П. Теория линейных электрических цепей / Б.П. Афанасьев, О.Е. Гольдин, И.Г. Кляц-кин. -М.: Высшая школа, 1973. - 592 с.
- Маевский, О.А. Энергетические характеристики вентильных преобразователей. - М.: Энергия, 1978. - 320 с.
- Akagi, H. /nstantaneous power theory and applications to power conditioning. The power engineering: Handbook/H. Akagi, E. Watanabe, M. Aredes. - New York: Wiley, 2007. - 379 p. DO/: 10.1002/0470118938
- Бурков, А.Т. Электроника и преобразовательная техника / А.Т. Бурков. - М.: УМЦ ЖДТ, 2015. -Т. 2. - 307 с.
- Зиновьев, Г.С. Основы силовой электроники. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. - 672 с.
- Хохлов, Ю.И. Внешние и энергетические характеристики двенадцатифазных компенсированных выпрямителей с векторным управлением /Ю.И. Хохлов, В.И. Сафонов, П.В. Лонзингер //Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». - 2014. - Вып. 4, № 14. - С. 37-45.
- Осипов, О.И. Управление тиристорными возбудителями высоковольтных синхронных двигателей / О.И. Осипов, В.В. Мельников, А.А. Оськин, К.П. Куцый //Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». - 2008. -Вып. 10, № 26. - С. 56-60.
- Francesco, V. Dynamic and Control of Switched Electronic Systems. Advanced Perspectives for Modeling, Simulation and Control of Power Converters / V. Francesco, /. Luigi. - Springer, 2012. - 492 p.
- Розанов, Ю.К. Силовая электроника / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий, А.А. Кваснюк. - М.: Издательский дом МЭИ, 2007. - 632 с.
- Dahidah, M.S.A. Selective harmonic elimination PWM control for cascaded multilevel voltage source converters: a generalized formula / M.S.A. Dahidah, V.G. Agelidis // /EEE Transactions on Power Electronics. -2008. - Vol. 23, no. 4. - P. 1620-1630. DO/: 10.1109/tpel.2008.925179
- Усынин, Ю.С. Системы управления электроприводов /Ю.С. Усынин. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. - 328 с.
- Воронин, С.Г. Регулирование механических координат вентильного электропривода методом векторного управления / С.Г. Воронин, Д.А. Курносов //Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». - 2015. - Т. 15, №3. - С. 52-58.
- Teigelkotter, J. Мощные преобразователи на /GBT-транзисторах для применения на железнодорожном подвижном составе / J. Teigelkotter, D. Sprenger. - Мюнхен: Siemens AG, 2000.
- Литовченко, В.В. 4gS-четырехквадрантный преобразователь электровозов переменного тока / B.В. Литовченко //Изв. вузов. Электромеханика. - 2000. - № 3. - С. 64-73.
- Кулинич, Ю.М. Повышение коэффициента мощности электровоза переменного тока за счёт изменения структуры преобразователя / Ю.М. Кулинич, С.А. Шухарев, Д.Ю. Дроголов // Изв. вузов. Электромеханика. - 2019. - № 2. - С. 47-52.
- Дудкин, М.М. Исследование помехоустойчивости фазосдвигающих устройств для управления силовыми вентильными преобразователями / М.М. Дудкин // Изв. вузов. Электромеханика. - 2008. - № 4. - C. 35-39.
- Розанов, Ю.К. Гибридные фильтры для снижения несинусоидальности тока и напряжения в системах электроснабжения /Ю.К. Розанов, Р.П. Гринберг //Электротехника. - 2006. - № 10. - С. 55-60.
- Эффективность электроэнергетической системы / Т.Л. Алексеева, Н.Л. Рябченок, Н.М. Астра-ханцева, Л.А. Астраханцев // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2015. -№ 3 (47). - С. 181-186.
- Рябченок, Н.Л. Новые возможности повышения эффективности образовательного процесса в учебных заведениях высшего образования /Н.Л. Рябченок, Т.Л. Алексеева, Л.А. Астраханцев //Материалы /// всероссийской научно.-практической конференции с международным участием. - Иркутск: ИГУ, 2018. -С. 431-434.
