1
.pdf
Труды Крыловского государственного научного центра. Т. 4, № 390. 2019 Transactions of the Krylov State Research Centre. Vol. 4, no. 390. 2019
Значения коэффициента искажения, получен- |
ПЧ электрические машины могут нормально |
|||
ные для кривых напряжения и тока, оказались |
функционировать при |
номинальной нагрузке |
||
очень близкими к единице. Следовательно, в ГЭУ |
без использования дополнительных фильтрующих |
|||
на основе как 11-уровневого, так и 7-уровневого |
устройств (рис. 18–19). |
|
||
THD и Ки кривых напряжения сети Uc, потребляемого тока Ic и тока двигателя Iд |
|
|||
THD and Ki of grid voltage Uc, consumed current Ic and motor current Iд |
|
|||
|
Семиуровневый ПЧ |
11-уровневый ПЧ |
||
|
THD |
Ки |
THD |
Ки |
Uc |
0,0285 |
0,9996 |
0,0187 |
0,9998 |
Ic |
0,0128 |
0,99992 |
0,0062 |
0,99998 |
Iд |
0,0473 |
0,9978 |
0,0146 |
0,9999 |
Рис. 18. Осциллограмма напряжений на двигателе, полученных на испытаниях
Fig. 18. Oscillogram of motor voltages obtained from the tests
Рис. 19. Осциллограмма фазных токов двигателя, полученных на испытаниях
Fig. 19. Oscillogram of motor phase currents from the tests
173
Труды Крыловского государственного научного центра. Т. 4, № 390. 2019 Transactions of the Krylov State Research Centre. Vol. 4, no. 390. 2019
Заключение
Conclusion
Одним из наиболее эффективных и перспективных способов улучшения гармонического состава токаяи напряжения является применение в составе ГЭУ многоуровневых каскадных преобразователей частоты.
Достоинствами каскадных преобразователей частоты являются:
3. |
Черных А.И. |
Моделирование |
электротехнических |
|
устройств в Matlab, SimPowerSistem и Simulink. |
||
|
Санкт-Петербург: Питер, 2008. 288 с. |
||
4. |
Белоусов И.В., |
Гельвер Ф.А., |
Самосейко В.Ф., Хо- |
|
мяк В.А. Широтно-импульсные преобразователи |
||
|
электрической энергии. Санкт-Петербург: Крылов- |
||
|
ский государственный научный центр, 2019. 228 с. |
||
5. |
Гребные электрические установки / Дарьенков А.Б. |
||
|
[и др.]. Н. Новгород: Нижегород. гос. тех. ун-т |
||
|
им. Р.Е. Алексеева, 2015. 207 с. |
|
|
высокое качество выходного напряжения и то- 6. Кокин А.Я., Самойлов О.И., Титов В.Г. Имитационная
ка, которое обеспечивает многоуровневая схема |
модель многоуровневого преобразователя частоты на |
формирования выходного напряжения синусо- |
автономном объекте // Будущее технической науки: |
идальной формы; |
материалы XIV Междунар. молодежной научно- |
высокое качество потребляемого из сети тока |
техническойконференции. Н. Новгород, 2015. 120 с. |
и, соответственно, хорошая электромагнитная |
7. Правила классификации и постройки морских судов: |
совместимость с силовой сетью судна; |
[в 5 т.]. Т. 2. / Российский морской регистр судоход- |
повышенная надежность работы, т.к. даже |
ства. Санкт-Петербург, 2015. 753 с. |
в случае отказа некоторых силовых ячеек име- |
8. Макаров В.Г., Хайбрахманов Р.Н. Многоуровневые |
ется возможность продолжить регулирование |
инверторы напряжения. Обзор топологий и при- |
напряжения и частоты со снижением выходной |
менение // Вестник технологического университета. |
мощности преобразователя; |
2016. Т. 19, № 22. С. 134–138. |
использование низковольтных элементов и ком- 9. Yasmeena, Tulasi Ram Das. Cascaded multilevel invert-
понентов в ячейках;
модульность, унификация, простота диагностики и высокая ремонтопригодность;
высокие коэффициент мощности и КПД;
большая мощность (до 15 МВт);
большой диапазон выходных напряжений (до
10 кВ);
большой диапазон регулирования выходной частоты.
Перечисленные достоинства актуальны для си-
стем электродвижения судов большой мощности (более 4 МВт), где напряжение цепи главного тока выше 1000 В. Использование преобразователей такой конструкции позволяет отказаться от установки дополнительных устройств для фильтрации высших гармонических составляющих и от дробления агрегатов для снижения единичной мощности и напряжения.
Библиографический список
1.Жемеров Г.Г., Титаренко И.Г., Тугай Д.В. Моделиро-
вание электропривода переменного тока с каскадным
многоуровневым инвертором напряжения // Электротехника и электромеханика. 2013. № 2. С. 40–47.
2. Ломакина Л.С., Садиков Д.Г., Титов В.Г., Чер-
нов Е.А. Энергосберегающий регулируемый электропривод газоперекачивающего агрегата // Актуальные проблемы электроэнергетики: сб. статей конферен-
ции. Н. Новгород, 2014. С. 127–134.
ers: A survey of topologies, controls and applications // International Journal of Scientific and Engineering Research. 2013. Vol. 4, № 8. P. 353–367.
10. Rodruegez J., Lai J., Peng F.Z. Multilevel Inverters: A survey of Topologies, Controls, and Applications // IEEE Transactions industrial electronics. 2002. Vol. 49,
№ 4. P. 724–738.
11.Farzaneh A., Nazarzadeh J. Precise Loss Calculation in Cascaded Multilevel Inverters // Computer and Electrical Engineering: proc. of the Second International Conference. Vol. II. Los Alamitos, 2009. P. 563–568.
12.Operation Principles and Control Strategies of Casca-
ded H-bridge Multilevel Active Power Filter / Han Y. [et al.] // Elektronika ir Elektrotechnika. 2009. Vol. 91, № 3. P. 71–76. (T. 190. Electrical Engineering).
References
1.G. Zhemerov, I. Titarenko, D. Tugay. Simulation of AC
drive with staged voltage |
inverter |
// |
Elektrotekhnika |
|
i Elektromekhanika (Electrical Engineering & Electro- |
||||
mechanics). 2013. No. 2. P. 40–47 (in Russian). |
||||
2. L. Lomakina, |
D. Sadikov, |
V. Titov, |
Ye. Chernov. |
|
Power-saving adjustable electric drive of gas pumping |
||||
assembly // |
Relevant Challenges |
in |
Electric Power |
|
Industry. Compendium of conference papers. Nizhny Novgorod, 2014. P. 127–134 (in Russian).
3.A. Chernykh. Simulation of electric hardware in Matlab, SimPowerSistem and Simulink. St. Petersburg: Piter, 2008. 288 p. (in Russian).
174
Труды Крыловского государственного научного центра. Т. 4, № 390. 2019 Transactions of the Krylov State Research Centre. Vol. 4, no. 390. 2019
4. I. Belousov, |
F. Gelver, |
V. Samoseyko, |
V. Khomyak. |
Pulsewidth |
converters. |
St. Petersburg: |
Krylov State |
Research Centre, 2019. 228 p. (in Russian). |
|
||
Electrical Engineering: proc. of the Second International Conference. Vol. II. Los Alamitos, 2009. P. 563–568.
5.A. Daryenkov et al. Marine electric propulsion plants. 12. Operation Principles and Control Strategies of Casca-
Nizhny Novgorod State Technical University (NNSTU) named after R.E. Alekseev, 2015. 207 p. (in Russian).
6.A. Kokin, O. Samoilov, V. Titov. Simulation of multi-
staged frequency converter at an autonomous object // XIVth International Conference of Young Scientists and Engineers The Future of Technical Science. Compendium of papers. Nizhny Novgorod, 2015. 120 p. (in Russian).
7.Rules for Classification and Construction of Sea-Going Ships. In 5 volumes. Vol. 2. Russian Maritime Register of Shipping, 2015, 753 pp.
8.V. Makarov, R. Khaibrakhmanov. Multi-stage voltage inverters. Review of topologies and applications // Transactions of Kazan National Research Technological University (KNRTU). 2016. Vol. 19. No. 22. P. 134–138 (in Russian).
9.Yasmeena, Tulasi Ram Das. Cascaded multilevel inverters: A survey of topologies, controls and applications //
International Journal of Scientific and Engineering Research. 2013. Vol. 4, № 8. P. 353–367.
10. J. Rodruegez, J. Lai, F.Z. Peng. Multilevel Inverters: A survey of Topologies, Controls, and Applications // IEEE Transactions industrial electronics. 2002. Vol. 49,
№ 4. P. 724–738.
11.A. Farzaneh, J. Nazarzadeh. Precise Loss Calculation in Cascaded Multilevel Inverters // Computer and
ded H-bridge Multilevel Active Power Filter / Y. Han [et al.] // Elektronika ir Elektrotechnika. 2009. Vol. 91, № 3. P. 71–76. (T. 190. Electrical Engineering).
Сведения об авторах
Умяров Дамир Вафиевич, начальник отдела АО «КБ
«Вымпел». Адрес: 603104, Нижний Новгород, ул. Нар-
това, д. 6, корп. 6, пом. № 25. Тел.: +7 (910) 875-79-94. Е-mail: umyarovdv@mail.ru
Онищенко Георгий Борисович, д.т.н., научный руко-
водитель ООО НТЦ «Приводная техника». Адрес: 109316, Москва, Волгоградский пр., д. 42, корп. 13. Тел.: +7 (916) 213-22-47.
About the authors
Damir V. Umyarov, Head of Department, JSC DO Vympel. Address: office 25, building 6, 6, Nartova st., Nizhny Novgorod, Russia, post code 603104. Tel.: +7 (910) 875-79-94. Е-mail: umyarovdv@mail.ru.
Georgy B. Onishenko, Dr. Sci. (Eng.), Scientific Principal, LLC Science & Research Centre Privodnaya Tekhnika. Address: building 13, 42, Volgogradsky Prospekt, Moscow, Russia, post code 109316. Tel.: +7 (916) 213-22-47.
Поступила / Received: 16.09.19 Принята в печать / Accepted: 25.11.19 © Умяров Д.В., Онищенко Г.Б., 2019
175