2015_zinoviev

5.ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.Построить математическую модель понижающего преобразователя постоянного напряжения по схеме рис. 1.2. по высшим гармоникам. Затем путем алгебраизации дифференциальных уравнений по методу АДУ2 получить формулы для расчета характеристик преобразователя постоянного напряжения, определяющих качество выходного и входного токов.

2.Построить математическую модель понижающего преобразователя постоянного напряжения по схеме рис. 1.4. по высшим гармоникам. Затем путем алгебраизации дифференциальных уравнений по методу АДУ2 получить формулы для расчета характеристик преобразователя постоянного напряжения, определяющих качество выходного и входного токов.

3.Сформулировать методику проектирования понижающего преобразователя постоянного напряжения по схеме рис. 1.2.

4.Сформулировать методику проектирования понижающего преобразователя постоянного напряжения по схеме рис. 1.4, а.

5.Построить замкнутую систему автоматической стабилизации выходного напряжения понижающего преобразователя постоянного напряжения по схеме рис. 1.2. Проверить ее работу в модели регулятора в программе PSIM.

6.Построить замкнутую систему автоматической стабилизации

выходного напряжения понижающего преобразователя постоянного напряжения по схеме рис. 1.4, а. Проверить ее работу в модели преобразователя в программе PSIM.

7.Построить математическую модель входной цепи активного выпрямителя в схеме преобразователя постоянного напряжения по схеме рис. 2.10, а. по высшим гармоникам. Затем путем алгебраизации дифференциальных уравнений по методу АДУ2 получить формулы для расчета качества входного тока.

8.Построить математическую модель входной цепи активного выпрямителя в схеме преобразователя постоянного напряжения по схеме

53

рис. 2.10, б по высшим гармоникам. Затем путем алгебраизации дифференциальных уравнений по методу АДУ2 получить формулы для расчета качества входного тока.

9.Построить математическую модель выходной цепи в схеме преобразователя постоянного напряжения по схеме рис. 2.10, а по высшим гармоникам. Затем путем алгебраизации дифференциальных уравнений по методу АДУ2 получить формулы для расчета качества выходного тока.

10.Построить математическую модель выходной цепи активного выпрямителя в схеме преобразователя постоянного напряжения по схеме рис. 2.10, б по высшим гармоникам. Затем путем алгебраизации дифференциальных уравнений по методу АДУ2 получить формулы для расчета качества выходного тока.

11*. Для модели цепи на рис. 4.4 вывести формулу долевого участия ветви с ЭДС сети в общее искажение результирующего тока в узле энергосистемы.

12*. Для модели цепи на рис. 4.4 вывести формулу долевого участия трех ветвей нагрузки в общее искажение результирующего тока в узле энергосистемы.

13*. Для модели цепи на рис. 4.4 вывести формулу долевого участия n ветвей нагрузки в общее искажение результирующего тока в узле энергосистемы.

54

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.Выделены три особенно привлекательные области приложений электронных силовых трансформаторов, в которых выполнены поисковые исследования по разработке их новых исполнений: 1) область распределительных AC/AC электронных силовых трансформаторов для электрических сетей традиционного и интеллектуального исполнения; 2) область высоковольтных электровозов переменного тока с AC/DC электронными силовыми трансформаторами для них; 3) область перспективных высоковольтных электровозов постоянного тока нового поколения с DC/DC электронными силовыми трансформаторами для них. Такие же трансформаторы востребованы и умными сетями постоянного тока распределенных систем генерации возобновляемыми источниками электрической энергии.

2.Разработаны новые подходы к построению DC/DC электронных силовых трансформаторов. Оригинальные схемы синтезированных конверторов защищены и защищаются патентами РФ. В области распределительных AC/AC электронных силовых трансформаторов предложена новая поисковая концепция их построения, защищенная патентом, и заявлены на патенты новые схемы.

3.Выполнены предварительные исследования и моделирование новых схем электронных силовых трансформаторов, позволившие определить их основные свойства.

4.Сделано развитие прямых методов анализа энергетических показателей систем с электронными преобразователями. Во-первых, найдена общая асимптотическая форма решения для норм несинусоидальных токов без решения дифференциальных уравнений в виде уравнения типа эллипсоида n + 1-порядка для системы n-порядка. Во-вторых, построен метод определения вкладов нелинейных потребителей на общее искажение тока питающей сети с заявкой на патент РФ.

5.Составлен список заданий для самостоятельной работы магистрантов, ориентированной на составление моделей новых преобра-

55

зователей, анализ по ним прямыми методами расчета АДУ1, АДУ2 основных энергетических характеристик этих преобразователей. Для продвинутых студентов предложены задачи (11 , 12 , 13 ) на развитие теоретических подходов прямых методов для анализа парциальных вкладов отдельных нелинейных потребителей в общее искажение тока питающей сети.

56

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Электромагнитная совместимость устройств силовой электроники. Часть 1: метод. руководство к практическим занятиям / Г.С. Зиновьев, В.А. Клан, А.М. Зимин, М.А. Петров, А.А. Шербелев. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005. – 46 с.

2.Электромагнитная совместимость устройств силовой электроники. Часть 2: метод. руководство к практическим занятиям / Г.С. Зиновьев, В.И. Попов, Р.С. Анбразевич, В.Г. Баулин, А.В. Волков, А.И. Митряшкина, О.В. Светлосанова, С.С. Снытко. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. – 87 с.

3.Электромагнитная совместимость устройств силовой электроники. Часть 3: метод. руководство к практическим занятиям / Г.С. Зиновьев, Д.В. Игонин, И.А. Маслов, К.И. Савинов. – Новосибирск: Изд-во НГТУ,

2008. – 55 с.

4.Электромагнитная совместимость устройств силовой электроники. Часть 4: учеб.-метод. пособие / Г.С. Зиновьев, А.И. Мальнев, Д.В. Панфилов, В.И. Попов. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2012. – 63 с.

5.Электромагнитная совместимость устройств силовой электроники. Часть 5: учеб.-метод. пособие / Г.С. Зиновьев, А. В. Удовиченко. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2013. – 56 с.

6.Электромагнитная совместимость устройств силовой электроники, часть 6: учеб.-метод. пособие / Г.С. Зиновьев, Л.Г. Зотов, А.В. Сидоров, А.В. Удовиченко, А.В. Роньшин, В.А. Сковота. – Новосибирск: Изд-во НГТУ,

2014. – 56 с.

7.Зиновьев Г.С. Наш путь к силовым электронным трансформаторам. Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-2014. Труды XII международной конференции (Новосибирск, 2–4 октября 2014 г.) – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014. – Т. 7. – С. 135–144.

8.Зиновьев Г.С., Козлов П.В. Понижающий преобразователь постоянного напряжения. Патент РФ № № 2558739. Бюл. № 22, 2015.

9.Зиновьев Г.С., Козлов П.В. Понижающий преобразователь постоянного напряжения. Заявка на изобретение, послана 09.11.2015.

10.Зиновьев Г.С. Высоковольтный преобразователь постоянного напряжения. Патент РФ № 2543529. Бюл. № 7, 2015.

11.Зиновьев Г.С., Козлов П.В. Высоковольтный понижающий преобразователь постоянного напряжения для электровозов. Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП – 2014. Труды XII международной конфе-

57

ренции (Новосибирск, 2–4 октября 2014 г.) – Новосибирск: Изд-во НГТУ,

2014. – Т. 7. – С. 250–254.

12.Зиновьев Г.С., Сальва С.И. Пути модернизации систем электроснабжения и электрооборудования высоковольтных электровозов постоянного напряжения // Изв. вузов. Электромеханика. – 2012. – № 6. – С. 83–88.

13.Зиновьев Г.С. Инновационные конверторы для нового электрооборудования электровозов и тяговых подстанций железных дорог. Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири (СИБРЕСУРС-16-2010), Абакан, Россия,

2010. – С. 114–119.

14.Зиновьев Г.С. Высоковольтные электровозы постоянного тока – новые возможности развития // Труды 6-й Межд. науч.-практ. конф. «Электрификация транспорта» ТРАНСЭЛЕКТРО-2012. Мисхор, Украина 25–28 сентября 2012.

15.Зиновьев Г.С., Роженцева А.В., Суслова А.С. Сравнительный анализ высоковольтных преобразователей перспективных электровозов постоянного тока // Электрификация транспорта. – 2013. – № 6. – С. 95–100.

16.Зиновьев Г.С., Лопаткин Н.Н., Сидоров А.В. Анализ структур силовых электронных трансформаторов // Труды межд. конф. «Энергетика России в 21-м веке». – Иркутск, 2015.

17.Зиновьев Г.С., Лопаткин Н.Н., Сидоров А.В. Структуры силовых электронных трансформаторов для электровозов переменного тока // Труды VIII межд. симпозиума «Элтранс 2015», СПб., 2015, (в печати).

18.Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники. – 5-е изд. – М.: Юрайт,

2012. – 672 с.

19.Зиновьев Г.С. Путь к онтологии предметной области «критерии энергоэффективности электротехнических систем с устройствами силовой электроники». Международная молодежная конференция «Энергетическое обследование как первый этап реализации концепции энергосбережения», Томск,

ТПУ, 2012. – С. 127–130. http://portal.tpu.ru/science/konf/energy_audit

20.Зиновьев Г.С. Способ определения долевых участий нагрузки в изменении качества электроэнергии в узле энергосистемы. Заявка на изобретение

№2014154502 от 30.12.2014.

21.Xu She, Alex Q. Huang, and Rolando Burgos Review of Solid-State Transformer Technologies and Their Application in Power Distribution Systems. IEEE journal of emerging and selected topics in power electronics. – Vol. 1. – № 3, september 2013.

22.Kang M., Enjeti P.N., and Pitel I.J. Analysis and design of electronic transformers for electric power distribution system. In: Industry Applications Conference, 1997, Thirty-Second IAS Annual Meeting, IAS '97., Conference Record of the 1997 IEEE. – Volume 2. – P. 1689–1694.

23.Ronan E.R., Sudhoff S.D., Glover S.F., Galloway D.L. A power electronicbased distribution transformer. Power Delivery, IEEE Transactions on, Apr 2002, Vol. 17, Iss. 2. – P. 537–543.

58

24.Chen W., Huang A.Q., Li C., Wang G., Gu W. Analysis and comparison of medium voltage high power DC-DC converters for offshore wind energy systems. IEEE Trans. on Power electronics. – V. 28. – № 4, 2013. – Р. 2014–2023.

25.Hussain Athab, Amirnaser Yazdani, and BinWu. A Transformerless DC–DC Converter With Large Voltage Ratio for MV DC Grids. IEEE transactions on power delivery. – Vol. 29. – № 4, august 2014. – Р. 1877–1885.

26.Зиновьев Г.С., Сидоров А.В., Харитонов С.А. Трехфазный регулятор переменного напряжения в составе автономной системы. Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-2014 // Труды XII международной конференции (Новосибирск, 2–4 октября 2014 г.) – Новосибирск: НГТУ, 2014. –

Т. 7. – С. 148–152.

27.Зиновьев Г.С., Семенов В.В. Статический непосредственный преобразователь. А.с. 235181 СССР, заявл. 11.01.67, опубл. 1969. Бюл. № 5.

28.Nicolas Hugo, Philippe Stefanutti, Marc Pellerin. Power Electronics Traction Transformer. Proc. EPE2007.

29.Li Cheng, Yunxiang Xie, Xiang Lu, Zhiping Wang. The Topology Analysis and compare of High frequency Power Electronic Transformer. 978-1-4577-0547-

2/12/$31.00 ©2012 IEEE.

30.Michael Steiner, Harry Reinold. Medium Frequency Topology in Railway Applications. Proc. EPE2007. CD.

31.Бадер М.И., Иньков Ю.М., Феоктистов В.П., Шабалин Н.Г. Состояние

иперспективы развития электрического железнодорожного транспорта России в первой половине XXI века // Известия Академии электротехнических наук РФ. – 2008. – № 1. – С. 81–92.

32.Зиновьев Г.С. Инновационные конверторы для нового электрооборудования электровозов и тяговых подстанций железных дорог // Природные

иинтеллектуальные ресурсы Сибири (СИБРЕСУРС-16-2010). – 2010. – С. 114–119.

33.Зиновьев Г.С., Лопаткин Н.Н., Сидоров А.В. Анализ структур силовых электронных трансформаторов // Труды межд. конф. «Энергетика России в 21-м веке». – Иркутск, 2015.

34.Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи. – М.: Транспорт,

1999. – 464 с.

35.Зиновьев Г.С., Попов В.И. Новый подход к оценке электромагнитной совместимости вентильных преобразователей с питающей сетью и нагрузкой // Электричество. – 2007. – № 8. – С. 29–34.

36.ГОСТ Р 51317.3.2-99 (МЭК 61000-3-2-95). Совместимость технических средств электромагнитная. Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе). Нормы и методы испытаний. – М.: Изд-во стандартов, 2000.

59

37.Гнатенко М.А., Зиновьев Г.С. Способ определения долевых участий нагрузки и энергосистемы в изменении качества напряжения. Пат. 2191392 РФ. Бюл. № 29, 2002.

38.Алексеев В.Ю., Зиновьев Г.С., Попов В.И. Способ определения долевых участий нагрузки и энергосистемы в изменении качества напряжения. Патент РФ на изобретение № 2307364. Бюл. № 27, 2007.

39.Strzelecki R.M., Benysek G., Zinoviev G.S. (et al.) Power electronics in smart electrical energy networks. – London, Springer, 2008. – Р. 420.

60