ЕЛЕКТРОМАГНІТНОСУМІСНІ ДЖЕРЕЛА СТРУМУ З РЕЛЕЙНИМ КЕРУВАННЯМ

Г.С. Бєлоха

doi:10.20535/1813-5420.2.2022.261409

Автор(и)

Г.С. Бєлоха Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-4277-367X

DOI:

https://doi.org/10.20535/1813-5420.2.2022.261409

Ключові слова:

джерело струму, електромагнітна сумісність, релейне керування, активний випрямляч

Анотація

Розвиток промисловості призводить до зростання нелінійних навантажень, які є генераторами вищих гармонік у мережу. Існує багато пристроїв для фільтрації вищих гармонік. Використання активних випрямлячів у складі напівпровідникових джерел живлення, вирішує проблему генерації небажаних гармонік в мережу та забезпечує коефіцієнт потужності рівним 1. Розроблено 6 варіантів трифазних та однофазних джерел живлення працюючих в режимі джерела струму. Всі схеми складаються з двох частин: активного випрямляча та DC-DC перетворювача. Сфера використання таких джерел різноманітна: електропривод постійного струму, електроенергетична система вітряків, електрична система літаків. Система керування такими перетворювачами релейна, вона забезпечує формування струму та граничну швидкодію у відпрацюванні збурень. Цифровим моделюванням отримані осцилограми які підтверджують працездатність запропонованих джерел, електромагнітну сумісність джерел живлення з мережею та значення коефіцієнта потужності близьким до одиниці. Дослідження електромагнітних процесів дозволило отримати аналітичні вирази для частоти релейного режиму, ємності конденсаторів та умов працездатності джерел. Розроблена програма дозволяє отримати значення параметрів для вибору силових елементів схеми. Якість споживаного струму проаналізовано за допомогою розрахунку коефіцієнта гармонійних спотворень THD. Для усіх розглянутих джерел значення THD меньше 5%, що задовольняє стандартам на якість споживано струму.

Посилання

Electrical energy. Electromagnetic compatibility of technical means. Quality standards for electric train energy in general-purpose power supply systems: GOST 13109-97: - [Valid 11/21/1997]. - Minsk, 1997 .-- 35p.

Electromagnetic compatibility. Part 3-12. Norms. Current harmonics standards established by equipment with a rated input current of more than 16 A and up to and including 75 A per phase connected to low-voltage general-purpose power supply systems (IEC 61000-3-12: 2004, IDT): DSTU IEC 61000-3 -12: 2009: - [Valid 01.04.2012]. - Kiev, 2012. - 38с.

Electromagnetic compatibility. Part 3-2. Norms. Current harmonic standards established by equipment with a rated input current of up to 16 A inclusive per phase connected to low-voltage general-purpose power supply systems (IEC 61000-3-2: 2004, IDT): DSTU IEC 61000-3-2: 2004: - [Valid 01.01.2007]. –Kiev, 2007. –24p.

CEI, 61000-1-1 : Electromagnetic compability (EMC), Part 1 : General, section 1 : application and interprettion of fundemantal definitions and terms, 2001.

IEEE-519. ШЕЕ Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems,.- W.: JSC, 2014.- 65 p.

Cusco A. Quality of energy in electrical networks / A. Cusco, M. Thompson: trans. with English Robodeya AN M .: Dodeka-XX1, 2008. - 336 p

Akagi Н. Modern Active Filters and Traditional Passive Filters. / H. Akagi // Bulletin of the Polish Academy of Sciences – Technical Sciences,2006. – Vol. 54, No.3. – P. 255-269.

Akagi H. Active Filters and Energy Storage Systems for Power Conditioning in Japan / Akagi H. // Power Electronics Systems and Applications, 2004 Hong Kong, China, 2004 – р.80-88.

Kalarathi, M. & N., Rathina. (2020). Multilevel Parallel Active Power Filter Based on ANFIS Controller for Harmonic Alleviation. Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Electrical Engineering. 45. 10.1007/s40998-020-00384-8.

K. Kalyan, M. S. Rao and S. Gawre, "Improvement of Power Quality Using Series Active Power Filter(SAPF)," 2020 IEEE International Students' Conference on Electrical,Electronics and Computer Science (SCEECS), 2020, pp. 1-5, doi: 10.1109/SCEECS48394.2020.151.

Kolar J. W. The essence of three-phase PFC rectifier systems–Part 1 / J. W. Kolar, T. Friedli // IEEE Trans. Power Electron.,2013. – vol. 28 – Р. 176–198.

Gonçalves JT, Valtchev S, Melicio R, Gonçalves A, Blaabjerg F. Hybrid Three-Phase Rectifiers with Active Power Factor Correction: A Systematic Review. Electronics. 2021; 10(13):1520. https://doi.org/10.3390/electronics10131520

Highly efficient power supplies: Monograph / Yu. P. Samcheleev, V. G. Dryuchin, G. S. Belokha, N. I. Andreeva. - Alchevsk: DonSTU, 2013 .-- 219 p.

Pat. 63609, IPC H02M 7/12. Adjustable power supply / Belokha GS Dryuchin VG, Samcheleev YP, Shevchenko IS; applicant and patent owner Donbass State Technical University. - 201U201103998; stated 04.04.2011; publ. 10/10/2011, Bull. № 19.

Pat. 87224, IPC H02M 7/00. Adjustable power supply / Belokha GS Dryuchin VG, Samcheleev YP, Shevchenko IS,; applicant and patent owner Donbass State Technical University. - №U201310643; stated 03.09.2013; publ. 27.01.2014, Bull. № 24.

Bekbaev A.B. Current stabilization system, electromagnetically compatible with the network. / A.B. Bekbaev, Yu.P. Samcheleev, V.G. Dryuchin, G.S. Belokha, E.A. Sersanbaev // Bulletin of KazNTU, Almaty. - 2014. - No. 1 (101). - With. 93-100.

Yu.P. Samcheleev Universal high efficiency power supply for AC and DC drives. / Yu.P. Samcheleev, V.G. Dryuchin, G.S. Belokha // Bulletin of the National Technical University "KhPI". Collection of Science Works. Series: Problems of an automated electric drive. Theory and practice. - Kh .: NTU "KhPI", 2013. - No. 36 (1009). - S.317-321.

H. Bielokha and I. Shevchenko, "Active Rectifiers in the Electrical System of Aircraft," 2021 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), 2021, pp. 1-4, doi: 10.1109/MEES52427.2021.9598724.

G. Belokha, "Frequency converter in the energy generation system of wind turbines", VisnikSNU /, vol. 7 (263), p. 35-39, Dec 2020.