Electrical Engineering & Electromechanics (E-Journal - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute") / Електротехніка і Електромеханіка (Національний технічний університет - "Харківський політехнічний iнститут")
Not a member yet
941 research outputs found
Sort by
POWERFUL SOURCES OF PULSE HIGH-FREQUENCY ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS FOR MEASUREMENT, TESTING AND DIAGNOSTICS
Get PDFAim. Development of powerful current radio pulses generators (CRPG) for powering high-frequency electromechanical transducers based on IGBT transistors. Methodology. To carry out the research, the statements of the magnetic and electromagnetic fields interaction with electric and ferromagnetic material, electric circuits, structure of radio electronic devices theory were used. Results. The main provisions for creating powerful broadband generators for powering electromechanical transducers based on IGBT transistors are determined. It is shown that the generators intended for use in measurements, testing and diagnostics should provide adjustment of the frequency and duration of the output current pulses, and also provide current in the transducer inductor of several hundred amperes. The connection between the power frequency of the resonant electromechanical transducer and the gap between the transducer and the surface of the metal being diagnosed is established. A CRPG variant for powering electromechanical transducers in the frequency range 1 ... 3 MHz and the duration of current pulses of 1 ... 20 periods of the filling frequency is developed and manufactured. The peak current in the inductor of a high-frequency electromechanical transducer has reached 450 A. Novelty. For the first time, the possibility of using powerful IGBT transistors in electronic devices working in a key mode in push-pull circuits for feeding high-frequency electromechanical transducers is shown. Practical value. Using the results obtained will allow the creation of new instruments for measurement, control and diagnostics with wider characteristics.Цель работы. Разработка основных положений по созданию мощных источников импульсов тока для питания высокочастотных электромеханических преобразователей для измерений, контроля и диагностики электротехнических устройств на базе силовых IGBT транзисторов. Методика. Для проведения исследований использовались положения теории взаимодействия магнитных и электромагнитных полей с электропроводным и ферромагнитным материалом, электрических цепей, построения электронных устройств. Результаты. Определены основные положения по созданию мощных широкополосных генераторов для питания электромеханических преобразователей на базе силовых IGBT транзисторов. Показано, что генераторы, предназначенные для использования в измерениях, контроле и диагностике, должны обеспечивать регулировку частоты и длительности импульсов выходного тока, а также обеспечивать ток в катушке преобразователя величиной до 450 A. Установлена связь между частотой питания резонансного электромеханического преобразователя и зазором между преобразователем и поверхностью диагностируемого металла. Разработан и изготовлен вариант ИИТ для питания электромеханических преобразователей в диапазоне частот 1…3 MHz и длительности импульсов тока 1…20 периодов частоты заполнения. Пиковая величина тока в катушке высокочастотного электромеханического преобразователя достигла 450 A. Научная новизна. Впервые показана возможность применения силовых IGBT транзисторов в электронных устройствах, при ключевом режиме работы в двухтактных схемах для питания высокочастотных электромеханических преобразователей. Практическая значимость. Использование полученных результатов позволит создавать новые приборы для измерений, контроля и диагностики с улучшенными характеристиками
РОЗВИТОК МЕТОДІВ ТА ЗАСОБІВ КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ РЕЖИМІВ ДУГОВОЇ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЇ ПЕЧІ
Get PDFGoal. The purpose of the article is the creation of a three-phase instantaneous coordinates Simulink computer model of the power supply and automatic coordinates control system (ACS) of the DSP-200 type arc furnace electric mode (EM). The model has a convenient interface for changing the structure and parameters of the three-phase arcs power supply system, the structure and laws of the electric mode control system, as well as the stochastic characteristics of parametric and coordinate disturbances. Method. The provisions of the electric circuits theory, experimental study and mathematical and computer simulation in the Simulink system of the MatLAB computing environment were used for the research. Results. A high-precision instantaneous coordinates Simulink-model of the power supply system and electric mode coordinates ACS of the ER DSP-200 furnace was created. This model was used to study the EM and evaluate the performance of the arc furnace during various technological melting periods and with various structures of the automatic control system. Scientific novelty. For the first time, based on a combination of Simulink application library elements and SimPowerSystems standard library blocks of the MatLAB environment a complete high-precision three-phase instantaneous coordinate model of arc furnace DSP-200 power supply system and EM ACS was developed. The developed model has significant advantages in accuracy, performance and features compared to existing ones. Practical value. Possibility to run on the created Simulink-model mathematical experiments on the research of the electric mode coordinates control dynamic indices and electromagnetic compatibility indices of the electric arc furnace and the supply network under the influence of the deterministic and random perturbations.Мета. Метою статті є створення трифазної у миттєвих координатах комп’ютерної Simulink-моделі системи живлення та системи автоматичного регулювання (САР) координат електричного режиму (ЕР) дугової сталеплавильної печі типу ДСП-200, яка має зручний інтерфейс для зміни структури та параметрів системи живлення трифазних дуг, структури системи та законів керування електричним режимом, а також стохастичних характеристик параметричних та координатних збурень. Методика. Для проведення досліджень використовувалися положення теорії електричних кіл, експериментальні дослідження і математичне та комп’ютерне моделювання в додатку Simulink пакету Маtlab. Результати. Створено високоточну комп’ютерну у миттєвих координатах Simulink-модель системи живлення та САР координат ЕР ДСП-200 та з її використанням проведено дослідження ЕР та отримано оцінки показників функціонування дугової печі у різних технологічних періодах плавлення та за різних структур системи автоматичного керування (САК). Наукова новизна. Вперше на основі поєднання елементів бібліотеки додатку Simulink та типових бібліотечних блоків SimPowerSystems програми Matlab складено трифазну у миттєвих координатах повну модель системи живлення та САК ЕР дугової печі ДСП-200, яка має значні переваги по точності, швидкодії та функціональних можливостях у порівнянні з відомими моделями. Практична цінність. Можливість виконання на створеній Simulink-моделі математичних експериментів з дослідження показників динаміки регулювання координат ЕР та показників електромагнітної сумісності режимів ДСП та електромережі при дії детермінованих і випадкових збурень
ОСНОВНЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЙ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОГО ПРИТЯЖЕНИЯ ЛИСТОВЫХ МЕТАЛЛОВ. КРАТКИЙ ОБЗОР
No full textPurpose. The description of the Equipment for the Magnetic-Pulsed Attraction (or EMF-attraction) of the sheet metals which allows non-contact deforming of ferromagnetics (the low carbon steels, for example), the non-magnetic billets from aluminium alloys and the practical realization of the new advanced technologies in the modern processing manufacture. Methodology. Comparative analysis of characteristics and operating conditions of the systems under consideration. Results. Physically, all magnetic-pulsed methods of attraction are based on the Lorentz repelling forces decreasing and on increasing the attracting forces when the sheet billets being deformed are transparent for the low working frequency acting electromagnetic fields. The ferromagnetic samples attraction is caused by their magnetic properties. For the non-magnetic metals attraction an accessory conducting screen is being introduced in construction of the inductor system which is the method tool. In this case the attraction effect is caused by the force interaction of the unidirectional currents induced in the screen and in sheet billet. The different constructions of the attracting tools attended for fulfilling the different production operations (for example, it can be stamping, flattening etc.) with metals owning by different electrophysical properties are represented. Originality. The novelties in the magnetic pulsed installations used as the power sources in the complex equipment for the automobile bodies repair are given. Practical value. The practical application of the elaborated systems for the dents removing in the sheet metals are suggested and successfully approbated. In the whole these works can be considered as new scientific direction and used for different manufacturing aims though the main attention is paid to the practical application in the field of the automobile bodies repair. The most part of the described inventions is defended by the Ukrainian Patents (23 from total quantity – 33 References) and little known to the west specialists in the area of the magnetic pulsed technologies. From the authors view point this is a main particularity and usefulness of the present paper.В статье описано оборудование, предназначенное для магнитно-импульсного притяжения листовых металлов, которое позволяет бесконтактное деформирование, как ферромагнетиков, так и немагнитных заготовок из алюминиевых сплавов и практического применения новых передовых технологий в современной индустрии. Притяжение ферромагнитных образцов обусловлено их магнитными свойствами. Для притяжения немагнитных металлов в конструкцию индукторной системы, являющейся инструментом метода, вводится вспомогательный проводящий экран. Представлены различные конструкции инструментов притяжения для выполнения различных производственных операций по обработке металлов, обладающих различными электрофизическими свойствами. Описана новизна магнитно-импульсных установок, используемых в качестве источников энергии в комплексах оборудовании для ремонта автомобильных кузовов
КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РЕЖИМУ ПЕРЕРИВИСТИХ СТРУМІВ ЕЛЕКТРОПРИВОДУ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ З ТРИФАЗНИМ КЕРОВАНИМ ВИПРЯМЛЯЧЕМ
Get PDFIntroduction. The mode of intermittent current for DC motor with three-phase thyristor rectifier appears in the idle intervals of some mechanisms. Active and passive filters reduce the variable component of the rectified voltage. The capacitance of the capacitors filter is determined by the effective value of the variable component of the rectified voltage. Problem. Necessity of developing an analytical method for calculating the effective value of the variable component of the rectified voltage in the intermittent current mode, taking into account three parameters: the control angle, the electromagnetic time constant of the armature circuit and the load current. Purpose. To determine the dependence of the effective value of the variable component of the rectified voltage for three parameters in theintermittent current mode. Methodology. The effective value of the variable component of the rectified voltage is suggested to be determined through the voltage pulsations factor as the ratio of the effective value of the variable component of the rectified voltage to its constant component. The dependence of the pulsations factor from the parameters of the mode is determined using computer simulation of the mode for intermittent current. Results. The computer model is developed in the software package Simulink, which allows to change each parameter of the mode separately while stabilizing the other two. Numerical dependences of the pulsation factor on each parameter are obtained. The analytical dependence of the voltage pulsations factor on three influencing values was obtained by the method of experiment planning. Originality. For the first time, method has been developed for calculating pulsation factor of the rectified voltage and calculating the effective value of the variable component in the mode of intermittent currents, taking into account three parameters. Practical value. The proposed method will allow to rationally determine the capacity of the capacitors of active and passive filters and increase the efficiency of electromechanical power conversion by reducing the variable component of the rectified voltage.Режим переривистого струму вентильних електроприводів постійного струму з’являється в інтервалах неробочого ходу механізмів. Розрахунок ємності конденсаторів фільтру виконується через діюче значення змінної складової випрямленої напруги і тому виникає завдання розробки аналітичної методики для її розрахунку через коефіцієнт пульсацій напруги з урахуванням кута керування, електромагнітної сталої часу якоря і струму навантаження. Вираз для розрахунку коефіцієнта пульсацій напруги з урахуванням впливаючих факторів, отриманий методом планування експерименту на основі комп'ютерного моделювання в програмному пакеті Simulink, дозволяє визначити ємність конденсаторів фільтрів і підвищити ефективність електромеханічного перетворення електроенергії за рахунок зниження змінної складовою випрямленої напруги
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНОГО ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ИНДУКЦИОННОГО ТИПА С ДВОЙНЫМ ЯКОРЕМ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ УНИЧТОЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА SSD НАКОПИТЕЛЕ
Get PDFPurpose. The goal of the paper is to determine the influence of the linear pulse electromechanical converter (LPEC) parameters with a double armature on its electrical, power and temperature indices and experimental verification of the proposed design for an information destruction device in a flat SSD storage device. Methodology. Using the mathematical model that takes into account interrelated electrical, magnetic, thermal and mechanical processes, the influence of geometric parameters on the electrodynamic characteristics and the indices of the induction type LPEC with a double armature spanning the inductor from opposite sides is investigated. Results. It is shown that the currents in the inductor and armature change in accordance with the oscillation-damping law practically in antiphase. The maximum value of the current density in the inductor is 215.8 A/mm2, and in each of the identical parts of the double armature it is 299.7 A/mm2. The maximum value of electrodynamic forces (EDF) acting in opposite directions on the front and rear of the double armature is 11.99 kN, and the value of the EDF pulse is 4.59 N∙s. Originality. It is established that with axial removal of the rear part of the armature from the inductor, the maximum current densities in the inductor decrease, in the front part of the armature increase, and in the rear part of the armature decrease. The maximum value and the pulse of the EDF between the armature parts decrease. With an increase in the number of turns in the inductor and a decrease in the thickness of the copper bus, all the basic indicators of the LPEC increase. With an increase in the number of turns of the inductor from 26 to 56, the maximum EDF value acting between the parts of the armature increases almost 3 times, and the magnitude of the EDF pulse is 3.3 times. With an increase in the width of the copper bus and the width of the inductor, the main indicators of the LPEC decrease. With an increase in the width of the inductor from 10 mm to 20 mm, the maximum EDF between the armature parts decreases by 1.3 times, and the value of the EDF pulse decreases by 1.2 times. Practical value. Based on the conducted studies, an induction-type LPEC model with a double armature was designed and tested experimentally, designed to destroy information located on a solid-state digital SSD storage device. При помощи математической модели, учитывающей взаимосвязанные электрические, магнитные, тепловые и механические процессы исследовано влияние геометрических параметров на электродинамические характеристики и показатели линейного импульсного электромеханического преобразователя (ЛИЭП) индукционного типа с двойным якорем, охватывающим индуктор с противоположных сторон. При аксиальном удалении задней части якоря от индуктора максимальные плотности токов в индукторе уменьшается, в передней части якоря увеличивается, а в задней части якоря уменьшается. Максимальная величина и импульс электродинамических усилий (ЭДУ) между частями якоря уменьшаются. При увеличении числа витков индуктора и уменьшении толщины медной шины происходит увеличение всех основных показателей ЛИЭП. При увеличении числа витков индуктора от 26 до 56 максимальная величина ЭДУ, действующая между частями якоря, возрастает практически в 3 раза, а величина импульса ЭДУ в 3,3 раза. При увеличении ширины медной шины и ширины индуктора происходит уменьшение основных показателей ЛИЭП. При увеличении ширины индуктора от 10 мм до 20 мм максимальная величина ЭДУ между частями якоря уменьшается в 1,3 раза, а величина импульса ЭДУ уменьшается в 1,2 раза. На основании проведенных исследований был разработан и экспериментально испытан образец ЛИЭП индукционного типа с двойным якорем, предназначенный для уничтожения информации, размещенной на цифровом SSD накопителе.
ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ГРЕБНЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ ЭЛЕКТРОХОДОВ ПРИ РЕВЕРСИРОВАНИИ
Get PDFIntroduction. Reliability and safety of electric ships’ maneuverability depends on the maneuvering characteristics of their propulsion motors (PM). Therefore, the issues of improving the process of controlling propulsion motors at maneuvers are topical. The aim of this paper is to find the optimal laws of control. The indicators estimating electric ships’ maneuvering properties are chosen as criteria of optimality. Methodology. A proportional control law is traditionally used in electrical propelling plants with frequency-controlled PM. However, it does not provide the necessary maneuvering characteristics to the electric ships, since it does not take into account the process of the vessel's movement. To search for the optimal control laws of propulsion motors at maneuvers, the electrical propulsion plant is considered in unity with all the components of the ship’s propulsion complex. The dimensionless parameters of the complex are revealed from the mathematical model of the transient modes of its operation. They determine the numerical values of the optimality criteria. Control signals are formed by frequency and voltage. A method for the formation of optimal control laws is proposed. The nature of the target functions is revealed and a special optimization method is developed. A minimum of the braking distance and a minimum of energy spent on maneuvering are taken as criteria of optimality. Results. The parameters of the complexes that significantly affect the optimality criteria are revealed. For various combinations of the values of these parameters, optimization calculations have been carried out and the optimal control laws of the propulsion motors during electric ships’ reversal have been found. Optimization is carried out by the criterion of the minimum of the braking distance and by the criterion of minimum energy consumption. The results are presented in an analytical form and in a graphical form. The effectiveness of the proposed control laws is illustrated. Scientific novelty. The method of searching for the optimal control laws of the propulsion motors is constructed according to the system principle. This allows us to find the control laws of the propulsion motors on the final result – on the indicators of electric ships’ maneuverability. The proposed recommendations cover a wide class of vessels with electric motion. Practical value. The proposed optimal control laws for propulsion motors can be used both in the design of propulsion power plants and in their operation. The best control law can be selected and incorporated into the control system for any particular electric ship of the considered class, depending on the quality of maneuvering. In particular, the optimal control law for propulsion motors during reversal providing electric ship’s minimum braking distance or minimum energy consumption for maneuvering can be chosen. Целью работы является поиск оптимальных законов управления гребными электродвигателями (ГЭД) судов с электродвижением. Критериями оптимальности выбраны показатели, характеризующие маневренные свойства электроходов. Методика. Пропорциональный закон управления ГЭД не обеспечивает нужные маневренные свойства электроходам. Оптимальные законы управления ГЭД, обеспечивающие наилучшие маневренные характеристики электроходов могут быть найдены при совместном рассмотрении гребной электроэнергетической установки, гребных винтов и корпуса судна. Результаты. Предложен новый способ формирования оптимальных законов управления. Выявлен характер целевых функций и разработан метод оптимизации. Проведены оптимизационные расчеты и найдены оптимальные законы управления гребными электродвигателями при реверсе электроходов. Оптимизация проведена по критериям минимума тормозного пути и минимума расхода энергии. Проиллюстрирована эффективность использования предлагаемых законов управления. Научная новизна. Метод поиска оптимальных законов управления построен по системному принципу. Это позволяет находить законы управления гребными электродвигателями по конечному результату – по показателям судна. Практическая значимость. Предложенные рекомендации могут использоваться как при проектировании гребных электроэнергетических установок, так и при их эксплуатации. Для конкретного электрохода, в зависимости от показателей качества маневрирования, может быть выбран (из предложенных) и заложен в систему регулирования наилучший закон управления гребными электродвигателями.
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ КОРПУСНОЙ ТЕРМОРЕАКТИВНОЙ КОМПОЗИТНОЙ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ АСИНХРОННЫХ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Get PDFIntroduction. Thermosetting composite electric insulation of traction electric motors undergoes significant heating, moisture, overvoltage, vibration. Purpose. The substantiation of the possibility of using dielectric spectroscopy for monitoring the state of the hull thermosetting composite electric insulating system of induction traction motors (ITM) at the technological stage of manufacturing.. Methodology. In the induction traction motors in which the phases of the stator winding are connected to a «star» and do not have a zero point output, in the case of a two-electrode connection of one of the phases and the housing, the combined characteristics of the capacitance and the dielectric loss tangent of the three-phase hull insulation system are measured. Practical value. It is established that at the second resonant frequency near 10 kHz, the tangent of the dielectric loss is the most sensitive to the state of the composite ITM insulation. Dielectric spectroscopy at alternating voltage of the combined dielectric characteristics makes it possible to evaluate the state of the hull thermosetting electrical insulating system at the final stage of manufacturing of induction traction motors.Представлено схему замещения обмоток статора при соединении «звездой» асинхронного тягового двигателя. На основании результатов моделирования частотных зависимостей емкости и тангенса угла диэлектрических потерь установлено наличие двух резонансных частот в диапазоне 1 и 10 кГц. Показано, что измерения тангенса угла диэлектрических потерь изоляционной системы на частоте 10 кГц чувствительны к уровню диэлектрических потерь в корпусной термореактивной электрической изоляции. Результаты математического моделирования согласуются с измерениями совокупных диэлектрических характеристик корпусной композитной электроизоляционной системы трех фаз
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАКЕТА СИСТЕМЫ АКТИВНОГО ЭКРАНИРОВАНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, СОЗДАВАЕМОГО ГРУППОЙ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Get PDFPurpose. Development and field experimental research of layout of the single-circuit active screening system of the magnetic field generated by group of high voltage transmission lines in residential area is given. Methodology. Mathematical model of magnetic field, generated by group of high voltage transmission lines in residential area, based of the experimental values of magnetic field flux density in given points on the basis of optimization problem solving is improved. The objective of the synthesis of the single circuit active screening system is to determine their number, configuration, spatial arrangement, wiring diagrams and compensation cables currents, setting algorithm of the control systems as well as the resulting value of the magnetic flux density at the points of the protected space. Synthesis of the full-scale model of active screening system is reduced to the problem of multiobjective nonlinear programming with constraints in which calculation of the objective functions and constraints are carried out on the basis of the Maxwell equations solutions in the quasi-stationary approximation. The problem is solved by a stochastic multiswarm multi-agent particles optimization. Results. The single-circuit active screening system synthesis results for reduction of a magnetic field generated by group of high voltage transmission lines in residential area is given. Field experimental researches of the single-circuit active screening system of the magnetic field generated by group of high voltage transmission lines in residential area with various control algorithms is given. Originality. For the first time out the development and field experimental studies of the single-circuit active screening system of the magnetic field generated by group of high voltage transmission lines in residential area are carried out. Practical value. Practical recommendations on reasonable choice of the spatial arrangement of compensating cables of single-circuit active screening systems of the magnetic field generated by group of high voltage transmission lines is given. Results of field experimental investigations of the single-circuit active screening system of the magnetic field generated by group of high voltage transmission lines in residential area are given.Разработан макет одноконтурной системы активного экранирования магнитного поля, создаваемого в жилом помещении группой ЛЭП. Пространственное расположение и геометрические размеры компенсирующей обмотки, а также параметры регуляторов определены на основе решения задачи многокритериальной оптимизации. Проведены полевые экспериментальные исследования макета системы с разомкнутым и замкнутым управлением. Показано, что эффективность системы при разомкнутом и замкнутом управлении примерно одинаковая и составляет более 4 единиц. Приведены результаты сравнения экспериментальных и расчетных значений индукции магнитного поля в зоне экранирования. Показано, что экспериментальные и расчетные значения индукции магнитного поля отличаются не более чем на 20 %
РЕЗОНАНСНІ ПЕРЕНАПРУГИ У НЕСИНУСОЇДНОМУ РЕЖИМІ МАГІСТРАЛЬНОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ МЕРЕЖІ
Get PDFPurpose. The resonant overvoltage arises in main electrical networks as a result of random coincidence of some parameters of circuit and its mode and it may exist for a relatively long time. Therefore, the traditional means of limitation of short duration commutation surges are not effective in this case. The study determines conditions of appearance and development of non-sinusoidal mode after switching idle autotransformer to the overhead line of extra high voltage. The purpose of the paper is to choice measures for prevention overvoltage, too. Methodology. The study has used the result of extra high voltage line testing, the methods of electric circuit theory and the simulation in the MATLAB & Simulink package. Results. The simulation model of the extra high voltage transmission line for the study of resonant non-sinusoidal overvoltage is developed. The conditions for the appearance of resonant circuits in the real power line are found and harmonic frequency in which overvoltage arises are obtained. The study proposes using the controlled switching device as a measure to prevent resonance surges and determines the appropriate settings. Originality. The expression for calculation of resonant length of extra high voltage line was derived. The special investigation of processes in the resonant circuit of the extra high voltage transmission line for higher harmonic components of voltage is carried out. The program of switching for control apparatus that prevents non-sinusoidal overvoltage has been developed at the first time. Practical value. The using of the proposed settings of controlled switchgear will prevent the occurrence of hazardous resonant surge on higher harmonic components of voltage.Резонансні перенапруги в магістральних електричних мережах виникають внаслідок випадкового збігу параметрів схеми та режиму і можуть існувати порівняно тривалий час. Тому традиційні засоби для обмеження короткочасних комутаційних перенапруг в даному випадку не є ефективними. Метою статті є дослідження перенапруг, що виникають у магістральних електричних мережах на вищих гармонійних складових. Для цього використовувалися імітаційне та математичне моделювання в середовищі MATLAB&Simulink . Показано, що несинусоїдальні спотворення виникають при ввімкненні лінії електропередачі на невантажений автотрансформатор. Визначені частоти, при яких виникають перенапруги на вищих гармонійних складових. Запропоновано використання пристрою керованої комутації для запобігання перенапругам даного класу і розроблена модель для визначення відповідних налаштувань
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТОРОВ ПУЛЬСАЦИЙ СИСТЕМЫ ПОДАВЛЕНИЯ МЕШАЮЩИХ ГАРМОНИК ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Get PDFPurpose. The purpose of the paper is to define the pulsation factors of a closed-loop automatic control system (ACS) of interfering harmonics containing a semiconductor converter with double-sided pulse-width modulation (PWM), as well as confirmation of theoretical assumptions about possibilities of self-compensation of pulsation factors’ influence in the system with double-sided PWM. Methodology. The research was conducted with the usage of classic electric circuit theory, frequency analysis methods, generalized function theory. Results. The obtained expressions mathematically relate pulsation factors, value of the damping coefficient and manipulative variable for different frequencies of interfering harmonics in the system with double-sided PWM. The research concerned harmonics with frequencies 100, 300, 600, 900 and 1200 Hz as the most significant constituents of the output voltage of a 12-pulse semiconductor converter. The obtained expressions allow taking into account settings of the selective link and its approximation on the level of supreme frequencies with aperiodic link. Originality. The research has experimentally proved theoretical assumptions about self-compensation of pulsation factors in the system with double-sided PWM. It has been shown that the damping coefficient has a low-impact influence on the values of pulsation factors. It is caused by the pass band of the selective link, which is included in the closed-loop control system of harmonics regulation. Practical value. Application of the research results can contribute to the development of the closed-loop control system for effective attenuation of interfering harmonics in direct current contact wire without interfering in the power part of the semiconductor converter. Besides the possibility to regulate output voltage, it will also help to solve the problem of electromagnetic compatibility of a traction substation semiconductor converter with contact wire. The application of the developed closed-loop control system will as well provide for decreasing the size of the filter in the direct current traction substation unit.Цель. Целью статьи является определение факторов пульсаций замкнутой системы автоматического регулирования (САР) мешающих гармоник, содержащей полупроводниковый преобразователь с двухсторонней широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), а также подтверждение теоретических предпосылок о возможности самокомпенсации действия факторов пульсаций в системе с двухсторонней ШИМ. Методика. Для проведения работы использовались: классическая теория электрических цепей, методы гармонического анализа и теория обобщенных функций. Результаты. Получены выражения, математически связывающие факторы пульсаций, значения коэффициентов демпфирования и регулируемого параметра для разных частот мешающих гармоник в системе с двухсторонней ШИМ. Научная новизна. Экспериментально подтверждены теоретические предпосылки о самокомпенсации действия факторов пульсаций в системе с двухсторонней ШИМ; Практическое значение. Использование результатов работы позволит создать замкнутую САР для эффективного подавления мешающих гармоник в контактной сети постоянного тока