ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ТРАНСПОРТА Автореферат

У вступі обґрунтовано актуальність і доцільність виконаної роботи, сформульовано мету та завдання наукового дослідження, наведені дані про зв'язок роботи з науковими програмами, викладена наукова новизна, практичне значення і реалізація результатів дисертаційних досліджень, наведені дані про їх апробацію, публікацію та впровадження.

У першому розділі проаналізовано силові схеми і системи управління енергозберігаючих напівпровідникових перетворювачів – активних випрямлячів, силових активних фільтрів, багаторівневих інверторів, а також існуючі типи потужних накопичувачів енергії для визначення їх основних переваг та недоліків при застосуванні в СЕ залізничного і міського транспорту.

Відзначено, що для СЕ залізниці та МП перспективним є застосування АВДН з релейною або векторною системами керування (СК), що забезпечує двонаправлений потік енергії, майже синусоїдальний мережевий струм, який співпадає по фазі з напругою мережі, регулювання і стабілізацію напруги на виході АВ і, як наслідок, підвищення ККД СЕ.

Іншим ефективним способом модернізації СЕ залізничного і міського транспорту є застосування паралельного силового активного фільтра, який дозволяє компенсувати миттєву реактивну потужність і пульсації миттєвої активної потужності, що призводить до підвищення ККД СЕ і її електромагнітної сумісності з мережею живлення. Для паралельного САФ на базі АІН доцільно застосовувати СК на базі pqr теорії потужності, яка оперує миттєвими значеннями активних та реактивних потужностей і дозволяє ввести три незалежних регулятора трьох складових потужності по трьох осях, що забезпечить високу швидкодію і точність системи автоматичного регулювання САФ.

Застосування накопичувачів енергії для тягового електропостачання дозволяє зменшити встановлену потужність знижувальних і перетворювальних трансформаторів тягових підстанцій, зменшити витрати енергії, знизити втрати електроенергії в тяговій мережі. З урахуванням величини накопичуваної енергії, величини струму заряду-розряду НЕ і інтервалу часу, за який повинен відбуватися цикл заряду-розряду, перспективним в ролі НЕ для залізниці і МП є суперконденсатори, наприклад, що випускаються фірмою Maxwell або фірмою Елтон. Сучасні акумуляторні батареї, що випускаються провідними фірмами, поки не можуть бути використані в якості НЕ для СЕ транспорту, тому що, незважаючи на високі досягнення в підвищенні їх ККД, вони характеризуються порівняно малим числом допустимих циклів заряду-розряду.

Умовою практичної реалізації модернізованих СЕ є одночасне покращання ЕМС СЕ і зменшення сумарних втрат енергії. Для цього потрібна розробка методів розрахунку максимально можливих і реальних значень ККД СЕ з напівпровідниковими перетворювачами і накопичувачами енергії.

У другому розділі розроблено метод розрахунку максимально можливого і реального ККД п'яти систем електропостачання: з постійною напругою джерела; із трифазною симетричною синусоїдальною напругою джерела; із трифазною симетричною синусоїдальною напругою джерела і з несиметричним нелінійним навантаженням; з однофазною змінною прямокутною напругою джерела та однофазною змінною синусоїдальною напругою джерела.

Максимальний ККД СЕ досягається при виконанні ряду умов:

– енергія передається від джерела в навантаження з постійною швидкістю;

– відсутній двонаправлений обмін енергією між реактивними елементами СЕ;

– форма струму джерела співпадає з формою напруги джерела.

Реальний ККД СЕ завжди менше розрахункового максимально можливого значення внаслідок відхилення від оптимальної форми графіка активної потужності і струму навантаження. Введено також параметр «втрата ККД», який визначається як різниця між максимально можливим і реальним ККД розглянутої СЕ.