ПІДВИЩЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ СУМІСНОСТІ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ З МЕРЕЖЕЮ ЖИВЛЕННЯ ЗАСОБАМИ КЕРУВАННЯ ТА АКТИВНОЇ ФІЛЬТРАЦІЇ : ПОВЫШЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С СЕТЬЮ ПИТАНИЯ СРЕДСТВАМИ УПРАВЛЕНИЯ И АКТИВНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

Краткое описание

Національна академія наук України
Інститут електродинаміки

На правах рукопису

ПОЛІЩУК СЕРГІЙ ЙОСИПОВИЧ

УДК 621.314.58

ПІДВИЩЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ СУМІСНОСТІ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ З МЕРЕЖЕЮ ЖИВЛЕННЯ ЗАСОБАМИ КЕРУВАННЯ ТА АКТИВНОЇ ФІЛЬТРАЦІЇ

Спеціальність 05.09.12  напівпровідникові перетворювачі електроенергії

Дисертація на здобуття наукового
ступеня кандидата технічних наук

Науковий керівник –
Михальський Валерій Михайлович,
доктор технічних наук,
старший науковий співробітник

Київ -2013

ЗМІСТ
ВСТУП 6
РОЗДІЛ 1 СУЧАСНИЙ СТАН ДОСЛІДЖЕНЬ ПИТАНЬ ПІДВИЩЕННЯ
ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ СУМІСНОСТІ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ
ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ З МЕРЕЖЕЮ ЖИВЛЕННЯ............ 16
1.1 Енергетичні процеси в мережі живлення з обмеженою потужністю………………………………………………....…….................... 16
1.1.1 Джерела спотворень струму та напруги мережі живлення............... 17
1.1.2 Вищі гармоніки в системах електропостачання.................................. 19
1.2 Показники якості споживаної електроенергії та їх норми 21
1.2.1 Визначення основних показників для оцінки несинусоїдальності
напруг і струмів на вході напівпровідникових перетворювачів 23
1.2.2 Зважений коефіцієнт гармонічних спотворень вхідного струму перетворювального пристрою 26
1.2.3 Нормативні вимоги до гармонічного складу струму, що
споживається з мережі живлення пристроями перетворювальної техніки 27
1.3 Особливості побудови схем напівпровідникових перетворювачів з урахуванням дискретного характеру формування вхідного струму 30
1.4 Методи підвищення якості електроенергії на вході напівпровідникових перетворювачів 34
1.4.1 Пасивні засоби покращення форми вхідного струму 35
1.4.2 Методи активного формування вхідного струму. Застосування
широтно-імпульсної модуляції для підвищення його якості 39
1.4.2.1 Формування вхідного синусоїдального струму активними
випрямлячами та матричними перетворювачами 42
1.4.2.2 Силовий активний фільтр, як засіб формування вхідного
синусоїдального струму при нелінійних навантаженнях та несиметрії
мережі живлення 48
Висновки по розділу 1 54

РОЗДІЛ 2 РОЗРОБКА ВЕКТОРНИХ ПІДХОДІВ ДО ПОБУДОВИ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ ПЕРЕТВОРЮВАЧАМИ НА БАЗІ АВТОНОМНИХ ІНВЕРТОРІВ НАПРУГИ З ФОРМУВАННЯМ ВХІДНОГО СТРУМУ 56
2.1 Принцип роботи та основні співвідношення 56
2.1.1 Вхідна еквівалентна схема чотирьохквадрантного ПЧ 57
2.1.2 Основні енергетичні співвідношення 58
2.1.3 Вибір величини вхідного реактора 60
2.2 Керування перетворювачем 61
2.2.1 Принцип векторного керування АІН 61
2.2.2 Алгоритми перемикання силових ключів 63
2.2.3 Реалізація системи керування чотирьохквадрантним ПЧ 68
2.3 Аналітичні дослідження усталених електромагнітних процесів 70
2.3.1 Розрахунок струму навантаження 70
2.3.2 Розрахунок струму, споживаного з мережі живлення 75
2.3.3 Результати моделювання, визначення якісних показників струму
та напруги на вході ПЧ 80
Висновки по розділу 2 85
РОЗДІЛ 3 ВЕКТОРНІ ПРИНЦИПИ ФОРМУВАННЯ ВХІДНОГО СТРУМУ
МАТРИЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ 86
3.1 Матричний перетворювач як альтернатива дволанковим ПЧ 86
3.2 Скалярні алгоритми керування МП 88
3.2.1 „Інверторний” алгоритм 88
3.2.2 Базовий алгоритм Вентуріні 89
3.3 Принцип векторної ШІМ у МП 95
3.4 Математична модель МП з векторною ШІМ для ідеальної мережі 101
3.5 Ключова модель МП з векторною ШІМ 105
3.6 Принципи керування МП при глибокому регулюванні вихідних
параметрів 117
3.6.1 Застосування векторної модуляції в умовах дії обмежень
на тривалість імпульсів вихідної напруги.................................................... .................117
3.6.2 Керування МП в нижній частині діапазону регулювання
вихідних параметрів......................................................... ......................................124
3.6.3 Результати моделювання струмів в МП в нижній частині
діапазону регулювання вихідної частоти............................................... ..............128
3.7 Порівняння основних показників якості вхідних струмів МП при
застосуванні різних алгоритмів ШІМ...................... .............................................131
3.7.1 Визначення показників якості вхідних струмів МП при керуванні
за методом Вентуріні................................................................... ...........................131
3.7.2 Визначення показників якості вхідних струмів МП при
застосуванні векторної ШІМ.................................................. ...............................134
Висновки по розділу 3 ....................................…………… ……………...………136
РОЗДІЛ 4 ПОБУДОВА КООРДИНАТНИХ СИСТЕМ У ТЕОРІЇ
МИТТЄВОЇ ПОТУЖНОСТІ ТРИФАЗНИХ КІЛ ДЛЯ КЕРУВАННЯ
ПРИСТРОЯМИ АКТИВНОЇ ФІЛЬТРАЦІЇ ................................. ........................138
4.1 Пристрої активної фільтрації в одно та трифазних мережах
з нелінійним навантаженням……………………………….…………… …….....138
4.2 Формування струмів в системі "мережа живлення з несиметричними
напругами - матричний перетворювач"......................................................... ......144
4.3 Загальні властивості та методика аналітичного перетворення
координат в теорії миттєвої потужності трифазних кіл........................... ...........149
4.4 Декомпозиція вектора миттєвої реактивної потужності в системах
координат, що обертаються.................................................................................. .155
4.5 Нові координатні системи в теорії миттєвої потужності
трифазних кіл ......................................................................................................... 158
4.5.1 Визначення струмів компенсації складових потужності за відомими та запропонованими координатними системами з використанням математичної моделі ........166
4.6 Стратегія керування паралельним активним фільтром з частковим
послабленням складової нульової послідовності напруг трифазної
чотирьохпровідної мережі... ...................................................................................174
4.6.1 Стратегія керування паралельним активним фільтром ..............................176
4.6.2 Порівняння стратегій керування за величиною втрат активної
потужності в силовому кабелі чотирьохпровідної мережі .................................180
4.6.3 Порівняння стратегій керування за величиною миттєвої реактивної
потужності, споживаної від трифазного джерела ................................................184
Висновки по розділу 4 ............................................................................................187
РОЗДІЛ 5 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ПРАКТИЧНА РЕАЛІЗАЦІЯ МЕТОДІВ КЕРУВАННЯ ПЕРЕТВОРЮВАЛЬНИМИ
ПРИСТОЯМИ ТА АКТИВНИМИ ФІЛЬТРАМИ ДЛЯ ПОКРАЩЕННЯ
ЯКОСТІ СПОЖИВАННОГО З МЕРЕЖІ СТРУМУ ……......................…..........189
5.1 Експериментальний стенд для тестування алгоритмів керування
напівпровідниковими перетворювачами та активним фільтром........................ 190
5.2 Універсальний силовий блок експериментального стенду ........….…………. 194
5.3 Експериментальні дослідження чотирьохквадрантного ПЧ ........200
5.4 Експериментальні дослідження МП........... 206
5.5 Експериментальні дослідження керування АФ ........214
5.5.1 Робота АФ в режимі компенсації реактивної потужності .........217
5.5.2 Дослідження роботи активного фільтра в режимі компенсації вищих гармонічних складових ........219
5.5.3 Економічні показники застосування АФ ........222
Висновки по розділу 5…………………………………………………………..... 223
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ …………………………………………………………224
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ .……………………..227
ДОДАТОК А Акти впровадження та використання результатів
дисертаційної роботи….…. 244

ВСТУП

Актуальність теми. Електрична енергія є товаром і використовується в усіх сферах життєдіяльності людини, а також безпосередньо бере участь при створенні інших видів продукції, впливаючи на їх якість. В силу своєї специфіки поняття якості електричної енергії відрізняється від поняття якості інших видів продукції. Кожен споживач розрахований для роботи при певних параметрах електричної енергії, тому для його нормальної роботи має бути забезпечено необхідну її якість. Особливість електричної енергії полягає в тому, що її якість на місці виробництва не гарантує якості на місці споживання. Якість електроенергії до і після включення споживача до мережі також може бути різна. Тому забезпечення та підтримання належної якості електричної енергії – один з головних показників ефективності її передачі, розподілу і споживання.
Забезпечення високої якості електроенергії на вході та виході напівпровідникових перетворювачів набуває все більшого значення ще й тому, що на сучасному етапі технічного розвитку майже половина генерованої в світі електроенергії перед кінцевим використанням піддається перетворенню своїх параметрів. В основному це стосується перетворення частоти і напруги. Забезпечення формування високоякісного вхідного струму, що споживаються перетворювальними пристроями з мережі живлення, є рівноправною складовою проблеми електромагнітної сумісності в системі "мережа живлення – перетворювач – навантаження". Збільшення процентного відношення нелінійних навантажень мережі живлення, до яких належать напівпровідникові перетворювачі з обмеженими можливостями для формування синусоїдального вхідного струму, приводить до додаткових спотворень напруг мережі, що, в свою чергу, викликає подальші спотворення кривих вхідного струму перетворювачів.
Питанням поліпшення якості електричної енергії на вході та виході напівпровідникових перетворювачів присвятили свої роботи такі вітчизняні та зарубіжні вчені: А.К. Шидловський, Г.Г. Півняк, І.В. Волков, А.Ф. Жаркін, В.Г. Кузнецов, О.В. Новосельцев, Є.І Сокол, В.Ю. Тонкаль, А.А. Щерба, П.Д. Андрієнко, О.Г. Булатов, О.В. Волков, І.Ф. Домнін, О.І. Денисов, І.В. Жежеленко, Г.Г. Жемеров, В.Я. Жуйков, Г.С. Зінов’єв, М.С. Комаров, К.О. Липківський, В.М. Михальський, В.А. Новський, В.Б. Павлов, Г.В. Павлов, А.В. Переверзєв, Б.Є. П’яних, В.С. Руденко, В.І. Сенько, В.С. Федій, С.А. Харитонов, Е.М. Чехет, Р.Т. Шрейнер, М.М. Юрченко, Д.Б. Ізосімов, Ю.Є. Кулєшов, Г.О. Москаленко, H. Akagi, M. Aredes, F. Blaabjerg, S.R. Bowes, D. Casadei, J.C. Clare, M. Depenbrock, D.G. Holmes, J. Holtz, M. Kazmierkowski, J.W. Kolar, T. Lipo, A.M. Trzynadlowski, H.W. Van der Broeck, M. Venturini, P. Wheeler, E.H. Watanabe і багато інших.
Дисертаційна робота спрямована на вирішення задачі поліпшення якості та економії електроенергії за рахунок споживання напівпровідниковими перетворювачами з мережі струму, близького до синусоїдального, шляхом створення нових методів керування напівпровідниковими перетворювачами та пристроями активної фільтрації.
Одним з основних завдань силової електроніки є забезпечення електромагнітної сумісності напівпровідникових перетворювачів з мережею живлення змінного струму. Введені в останні роки міжнародні та державні стандарти обмежують емісію в мережу вищих гармонік струму і створювані перетворювачами спотворення напруги мережі [1–6]. Поява потужних високочастотних повністю керованих ключів дозволила вирішувати завдання підвищення електромагнітної сумісності з використанням комутації ключів напівпровідникових перетворювачів на високій частоті, керування якими здійснюється за принципами ШІМ. Такі установки отримали назву перетворювачів з активним формуванням струму та коефіцієнта потужності. Крім поліпшення електромагнітної сумісності з мережею, такі перетворювачі здатні вирішувати й інші важливі завдання: забезпечувати двонаправлену передачу енергії від мережі в навантаження та навпаки, а також стабілізацію напруги на стороні постійного струму, що дає можливість побудови перетворювачів частоти для електропривода та джерел безперебійного живлення [7,8].
Принципи ШІМ знаходяться в стані неперервного розвитку для задоволення зростаючих вимог до якості формування вихідних напруг та вхідних струмів перетворювачів [9–15].
В широкому розумінні поняття якості електроенергії включає більше десяти різних критеріїв, передбачених нормативними документами [16−19]. В даному дослідженні показники якості умовно зводяться до показників несинусоїдальності відповідних кривих в зв’язку з тим, що для підвищення якості електроенергії використовуються засоби і можливості керування перетворювачами. В перетворювачах частоти та напруги з широтно-імпульсною модуляцією ці задачі вирішуються шляхом формування квазісинусоїдального вхідного струму, причому вимоги до гармонічного складу цього струму відрізняються від вимог, які лімітують спектральний склад вихідної напруги, і полягає ця різниця в тому, що ступінь впливу гармонік струму на спотворення кривих напруги на вході перетворювача зростає з номером складової в частотному спектрі кривої вхідного струму, оскільки опір мережі живлення носить індуктивний характер. Вищі гармоніки струму та напруги суттєво впливають на роботу електроспоживачів, системи захисту, автоматики, зв’язку [20,21].
Сучасні методи керування з використанням принципів ШІМ дозволяють формувати якісну напругу на виході різних типів перетворювачів навіть при несиметрії мережі живлення ( наприклад, для перетворювачів з ланкою постійного струму), а от для формування якісного вхідного струму це можливо не завжди. В таких випадках доцільно застосовувати допоміжний напівпровідниковий компенсатор. В зв’язку з тим, що в роботі розглядається загальний випадок, коли ми повинні забезпечити вхідний струм, споживаний з мережі нелінійним навантаженням ( в тому числі і пристроями перетворювальної техніки різного призначення), близьким до синусоїдального, незалежно від показника несиметрії напруг мережі живлення, означені вище проблеми і задачі не можуть бути вирішені тільки засобами і можливостями перетворювача. В такому випадку виникає необхідність в застосуванні допоміжного компенсатора з можливістю активного формування вхідного струму паралельно навантаженню. В цій якості може бути використано напівпровідниковий активний фільтр, керування ключами якого здійснюється з застосуванням сучасних теорій миттєвих потужностей [22–28]. Особливо гостро така проблема постає у випадку, коли використовується трифазна мережа живлення з нульовим проводом.
З названих причин створення нових методів керування перетворювальними пристроями з використанням ШІМ для підвищення якості електроенергії на їх вході в поєднанні з активною фільтрацією дозволяє вирішити поставлену в роботі мету і є важливою науковою задачею, а тема досліджень в цьому напрямку є актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Дослідження за темою дисертаційної роботи виконувались в Інституті електродинаміки відповідно до планів НДР НАН України за темами: : «Развить принципы построения преобразователей частоты с новыми алгоритмами управления и разработать на их основе электроприводы широкого функционального назначения» (шифр 1.7.3.69, “Динаміка − 1”, затверджено постановою Бюро ВФТПЕ АН УРСР від 3.12.1990р., протокол № 8, № ДР 01910011455); “Исследовать и разработать принципы построения преобразователей частоты с регулируемым коэффициентом мощности и создать на этой основе преобразователи с электромаг-нитной совместимостью и повышенными энергетическими показателями” (шифр 1.7.3.124, “Динаміка − 2”, затверджено постановою Бюро ВФТПЕ НАН України від 27.12.1994р., протокол №9, № ДР 0195U011046); "Дослідити та розробити перетворювачі частоти з векторним керуванням на базі цифрових сигнальних процесорів" (шифр 1.7.3.180, "Сигнал", затверджено постановою Бюро ВФТПЕ НАН України від 23.03.2000р., протокол №3, № ДР 0100U000278); "Дослідити засоби покращення якості керування матричними перетворювачами" (шифр 1.7.3.243, "Сигнал-2", затверджено постановою Бюро ВФТПЕ НАН України від 22.02.2005р., протокол №4, № ДР 0105U002313); "Розробка та дослідження засобів підвищення якості електроенергії на вході і виході напівпровідникових перетворювачів частоти, напруги і струму в умовах несиметрії та несинусоїдальності напруг мережі живлення" ("Модулятор", затверджено постановою Бюро ВФТПЕ НАН України від 06.10.2009р., протокол №13, № ДР 0109U006757); "Дослідити електромагнітні процеси та розробити алгоритми адаптивного керування системами з регуляторами напруги, струму, частоти і потужності, орієнтованими на застосування в нових електротехнологіях" ("База-П4", затверджено постановою Бюро ВФТПЕ НАН України від 23.01.2007р., протокол №1, № ДР 0107U001690). При виконанні цих робіт автор був відповідальним виконавцем розділів, пов’язаних з підвищенням якості електроенергії на вході напівпровідникових перетворювачів.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є підвищення рівня електромагнітної сумісності напівпровідникових перетворювачів електроенергії з мережею живлення шляхом створення нових та вдосконалення існуючих методів керування перетворювачами і активної фільтрації споживаних з мережі струмів.
Досягнення поставленої мети передбачало вирішення наступних науково-практичних завдань:
- обґрунтування критеріїв оцінки електромагнітної сумісності напівпровідникових перетворювачів частоти, напруги та струму з мережею живлення;
- розробка векторних підходів до побудови систем керування чотирьохквадрантними перетворювачами з ланкою постійного струму;
- удосконалення принципів формування вхідного струму матричних перетворювачів (МП), визначення особливостей застосування векторного керування МП при глибокому регулюванні вихідної частоти;
- визначення меж доцільного застосування активних фільтрів для підвищення якості струму, споживаного від мережі напівпровідниковими перетворювачами, аналітична побудова координатних систем для спрощення адаптації керування пристроями активної фільтрації до умов несиметрії напруг мережі живлення при застосуванні теорії миттєвих потужностей;
- розробка методу мінімізації потужності втрат в силових кабелях живлення напівпровідникових пристроїв для підвищення якості напруги та струму в точках під’єднання цих пристроїв до мережі живлення;
- розробка систем активної фільтрації вхідних струмів напівпровідникових перетворювачів ;
- проведення експериментальних досліджень систем керування перетворювачами та пристроїв активної фільтрації для перевірки ефективності запропонованих підходів до підвищення якості споживаного від мережі струму.

Об’єктом досліджень є процеси формування струму, споживаного від мережі живлення напівпровідниковими перетворювачами електроенергії.
Предметом досліджень є методи керування напівпровідниковими перетворювачами та пристроями активної фільтрації їх вхідних струмів, спрямовані на підвищення рівня електромагнітної сумісності перетворювачів електроенергії з мережею живлення.

Методи досліджень. При вирішенні поставлених в роботі завдань використовувались: теорія диференціальних рівнянь і методи математичної фізики; гармонічний аналіз та синтез кривих вихідних напруг перетворювачів; елементи матричного числення та векторної алгебри; теорія просторових векторів; теорія електричних кіл; математичне та фізичне моделювання процесів формування струмів та напруг перетворювачів.

Наукова новизна одержаних результатів:
- запропоновано концепцію керування чотирьохквадрантними перетворювачами частоти з ланкою постійного струму, засновану на векторних підходах до формування струму, споживаного з мережі живлення, яка дозволяє мінімізувати значення напруги ланки постійного струму при одночасному забезпеченні заданих меж регулювання вхідного коефіцієнта потужності і показників якості вхідного струму та вихідної напруги для повного діапазону зміни навантаження ПЧ;
- удосконалено принципи векторного керування матричними перетворювачами, яке полягає в забезпеченні адаптивності формування вихідної напруги і вхідного струму із заданими показниками якості до умов несиметрії та несинусоїдальності напруг мережі живлення перетворювача;
- розроблено метод векторного керування перетворювачами частоти в нижній частині діапазону регулювання вихідних параметрів, який полягає у вилученні з конструкцій циклів широтно-імпульсної модуляції при формуванні заданих просторових векторів напруги та струму стаціонарних станів, розрахункова тривалість застосування яких є меншою від граничних значень, визначених технічними можливостями силових ключів, що дає змогу підвищити якість вхідного струму перетворювачів;
- запропоновано нову координатну pgw–систему для теорії миттєвих потужностей, яка відрізняється меншою кількістю ненульових координат векторів напруги, струму та реактивної потужності з метою спрощення реалізації систем керування активними фільтрами за рахунок зменшення тривалості обрахунку координат згаданих векторів в режимі реального часу;
- розроблено нову концепцію побудови адаптивної системи координат, що при симетрії напруг мережі живлення функціонує як αβο-система, в якій вектори миттєвих струму та напруги мають по дві ненульові координати, а в умовах несиметрії трансформується в нову γδο-систему шляхом обертання попередньої системи навколо осі о для адаптації керування пристроями активної фільтрації до умов несиметрії напруг мережі живлення за рахунок організації окремого каналу регулювання за складовою миттєвої реактивної потужності;
- запропоновано новий метод керування паралельним активним фільтром для чотирьохпровідної трифазної мережі, при застосуванні якого вектор миттєвих струмів трифазного джерела формується пропорційним вектору миттєвих фазних напруг з частковим послабленням складової нульової послідовності, при цьому міра згаданого послаблення визначається співвідношенням активних опорів фазних проводів та нейтралі силового кабелю мережі живлення, що дає змогу мінімізувати потужність втрат в силовому кабелі і підвищити якість струму та напруги в точках під’єднання нелінійного навантаження до мережі живлення.

Практичне значення одержаних результатів.
Розроблено алгоритми керування перетворювачами частоти типу „AC - DC - AC ” з активним формуванням вхідного струму. Експериментально перевірено і доведено можливість отримання високих показників якості вхідного струму ПЧ з забезпеченням значення вхідного коефіцієнта потужності, близького до одиниці, при мінімально можливих значеннях напруги ланки постійного струму, що спрощує практичну реалізацію цих перетворювачів.
Розроблено способи керування перетворювачами частоти та напруги, що забезпечують підвищення електромагнітної сумісності перетворювача з мережею живлення у всьому діапазоні регулювання вихідних параметрів, включаючи нижню частину частотного діапазону , в якій отримання високих показників якості вихідної напруги та вхідного струму за допомогою відомих способів і алгоритмів дуже проблематично.
Проведено експериментальну перевірку систем керування пристроями активної фільтрації, при розробці яких застосовано запропоновану в роботі pgw-систему координат. Доведено, що запропонована система дозволяє отримати результати, аналогічні результатам, які забезпечують крос-векторна та оптимізаційна теорії миттєвих потужностей трифазних кіл, при цьому обрахунок координат векторів напруги, струму та реактивної потужності при застосуванні запропонованої системи займає менше часу за рахунок зменшення кількості ненульових координат.
Розроблені способи та алгоритми керування перетворювачами частоти застосовано в пристроях, що серійно випускаються на Запорізькому електроапаратному заводі, в перетворювачах, впроваджених у виробництво на підприємствах „Кнауф Гіпс Київ” і РОВКП ВКГ „Рівнеоблводоканал”, в МНДІ проблем механіки „Ритм” при НТУУ „КПІ”, Київському заводі безалкогольних напоїв „Росинка” та Київському пивзаводі №2, що підтверджено відповідними актами впровадження та застосування.

Особистий внесок здобувача. Основні положення і результати, які виносяться на захист, належать авторові особисто. У наукових працях, опублікованих у співавторстві, здобувачу належать: [29,31,55] − розробка стратегії та структури системи керування паралельним активним фільтром чотирьохпровідної трифазної мережі живлення; [30] − отримання прямих аналітичних виразів для координатних векторів струму, напруги, реактивної потужності, запропоновано нові системи координат; [32,33,39] − розробка стратегії формування просторових векторів вхідного струму МП в нижній частині діапазону регулювання вихідних параметрів, визначення вибору стаціонарних станів ключів, їх взаємного розташування на циклах модуляції та відносних тривалостей застосування на цих циклах для підвищення якості споживаного з мережі живлення струму; [34,35,36] − моделювання електромагнітних процесів, визначення енергетичних співвідношень; [37,38,42,44] − розробка силових схем перетворювачів та силових транзисторних ключів; [43] – розробка структури системи керування; [40,41] − розробка принципів ШІМ керування МП для електроприводу; [45–48,57,58,61,62] − запропоновано силові схеми, проведено моделювання теплових процесів; [50] – розробка структури системи керування; [59] – розробка та аналіз демпферних ланцюгів для силових ключів змінного струму; [60,63,64] − побудова системи керування на основі векторних підходів для вхідного випрямляча, що розглядається як автономний інвертор напруги, навантаженням якого служить мережа живлення.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи і результати досліджень доповідались та обговорювались на двох всесоюзних і двадцяти міжнародних науково-технічних конференціях, а саме на: всесоюзних науково-технічних конференціях "Проблемы преобразовательной техники" (Київ, 1983, 1991 рр.); міжнародних науково-технічних конференціях "Силова електроніка та енергоефективність" (Алушта, 2003-2013 рр.); міжнародних науково-технічних конференціях "Проблеми сучасної електротехніки" (Київ, 2004, 2006, 2008 рр.); міжнародних науково-технічних конференціях "Проблеми автоматизованого електроприводу. Теорія і практика" (Харків, 1997, 2003-2009 рр.); "The IEEE Industry Applications Society Workshop Renewable Energy Based Units and Systems REBUS" (St. Petersburg, Russia, 2006 р.); IEEE XXXIII International Scientific Conference Electronics and Nanotechnology (ELNANO) 2013. – Kyiv (Ukraine).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 34 праці, в тому числі 15 статей у наукових фахових виданнях (з них 3 – у виданнях, які входять до наукометричної бази SCOPUS), 3 авторських свідоцтва СРСР, 15 тез доповідей на міжнародних науково-технічних конференціях.

Список литературы

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі вирішено актуальну наукову задачу створення нових та вдосконалення існуючих методів керування напівпровідниковими перетворювачами і активної фільтрації споживаних з мережі струмів на основі розвитку векторних підходів до керування та розроблення нових координатних систем в теорії миттєвої потужності, спрямованих на підвищення рівня електромагнітної сумісності напівпровідникових перетворювачів з мережею живлення.
Основні наукові та практичні результати полягають в наступному:
1. На основі проведеного аналізу існуючого стану досліджень питань підвищення рівня електромагнітної сумісності потужних напівпровідникових перетворювальних пристроїв з мережею живлення обґрунтовано доцільність створення нових та вдосконалення відомих векторних підходів до керування перетворювачами електроенергії і розроблення альтернативних координатних систем у теорії миттєвої потужності для застосування в системах керування активними фільтрами з метою покращення показників несинусоїдальності струмів, споживаних перетворювачами з мережі живлення.
2. Встановлено, що на відміну від незважених показників несинусоїдальності вхідних струмів та вхідних напруг напівпровідникових перетворювачів, зважені показники, що враховують „внесок” гармонічних складових несинусоїдальних напруг та струмів в загальні коефіцієнти гармонічних спотворень з відповідними ваговими коефіцієнтами, які залежать від розташування цих гармонічних складових в частотному спектрі, дозволяють давати цілком адекватну оцінку якості електроенергії на вході та виході цих перетворювачів з урахуванням дискретного характеру перетворення електроенергії при керуванні з застосуванням ШІМ.
3. Застосування принципів векторної ШІМ дозволило отримати високі показники якості вхідного струму (THDI, WTHDI) чотирьохквадрантних перетворювачів частоти з ланкою постійного струму в умовах підтримання вхідного коефіцієнта потужності близьким до одиниці, з забезпеченням можливості його регулювання, при менших значеннях напруги ланки постійного струму в порівнянні з іншими підходами до керування ПЧ.
4. Запропоноване удосконалення методів векторного керування матричними перетворювачами забезпечило адаптивність формування вихідної напруги і вхідного струму із заданими показниками якості до несиметрії й несинусоїдальності напруг мережі живлення у повному діапазоні зміни вихідних параметрів перетворювача.
5. Вирішення задачі неспотворюючого формування заданої вихідної напруги ПЧ в нижній частині діапазону регулювання вихідних параметрів, яке полягає в вилученні з конструкцій циклів ШІМ стаціонарних станів, розрахункова тривалість застосування яких є меншою від граничних значень, визначених технічними можливостями силових ключів, дозволило підвищити якість вхідного струму перетворювача. При цьому необхідно врахувати, що метод формування вихідної напруги і вхідного струму з використанням двох (для АІН), чи двох пар (для МП) стаціонарних векторів, зсунутих один відносно одного на 120 ел. град., призводить до суттєвого збільшення числа комутацій на циклі ШІМ, в зв’язку з чим застосування згаданих підходів до керування доцільне тільки в нижній частині діапазону регулювання вихідної напруги та поблизу меж секторів її формування.
6. Визначена в роботі методика аналітичної побудови координатних систем в теорії миттєвої потужності трифазних кіл дозволила розробити нову координатну pgw – систему, що забезпечує суттєве зменшення кількості ненульових координат векторів напруги, струму та реактивної потужності для спрощення реалізації систем керування активними фільтрами за рахунок зменшення тривалості обрахунку координат згаданих векторів в режимі реального часу.
7. Запропоновано концепцію побудови адаптивної системи координат, в якій вектори миттєвих струму та напруги мають по дві ненульові координати, і яка при симетрії напруг мережі живлення функціонує як αβо – система, а в умовах несиметрії трансформується в нову γδο – систему шляхом обертання попередньої системи навколо осі о для адаптації керування пристроями активної фільтрації до умов несиметрії напруг мережі живлення за рахунок організації окремого каналу регулювання за складовою миттєвої реактивної потужності. Створення окремого каналу забезпечує надійну компенсацію спотворень струму нульової послідовності, викликаних як нелінійністю навантаження , так і несиметрією напруг мережі.
8. При застосуванні запропонованого нового методу керування паралельним активним фільтром для чотирьохпровідної трифазної мережі вектор миттєвих струмів трифазного джерела формується пропорційним вектору миттєвих фазних напруг з частковим послабленням складової нульової послідовності. Визначено залежність необхідної міри заданого послаблення від співвідношення активних опорів фазних проводів та нейтралі силового кабелю мережі для мінімізації потужності втрат в силовому кабелі і підвищення якості струму та напруги в точках під’єднання навантаження до мережі живлення. При оптимальному значенні коефіцієнта послаблення складової нульової послідовності та значній несиметрії фазних напруг ця стратегія дає переваги за потужністю втрат у силовому кабелі до 2 разів у порівнянні зі стратегією керування при повному збереженні складової нульової послідовності, та до 8% у порівнянні зі стратегією керування при повному видаленні складової нульової послідовності.
9. Достовірність та обґрунтованість теоретичних положень, висновків та рекомендацій підтверджено результатами моделювання і експериментальними дослідженнями. Отримані результати знайшли практичне застосування в перетворювачах частоти, що серійно випускаються на Запоріжському електроапаратному заводі, в перетворювачах частоти, впроваджених у виробництво на підприємствах „Кнауф Гіпс Київ” і РОВКП ВКГ „Рівнеоблводоканал”, в МНДІ проблем механіки „Ритм” при НТУУ „КПІ”, Київському заводі безалкогольних напоїв „Росинка”, та Київському пивзаводі №2, що підтверджено відповідними актами впровадження та застосування.
11. Результати роботи рекомендовано для подальшого впровадження на підприємствах електротехнічного профілю Міністерства промислової політики України.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Технічний регламент з електромагнітної сумісності обладнання. Затверджено Постановою Кабінету Міністрів України від 29.07.2009р., № 785.
2. Жаркин А.Ф. Нормативно-правовое регулирование качества электрической энергии. Анализ украинских и европейских законодательных актов и нормативно-технических документов / А.Ф. Жаркин , В.А. Новский, С.А. Палачев. – К.: Ин-т электродинамики НАН Украины, 2010. – 167 с.
3. Жежеленко И.В. Некоторые вопросы электромагнитной совместимости в системах электроснабжения промышленных предприятий / И.В. Жежеленко, Ю.А. Саенко, А.В. Горпинич // Промэлектро. – 2008. – № 1. – С. 30-35.
4. Зиновьев Г.С. Новый подход к оценке электромагнитной совместимости вентильных преобразователей с питающей сетью и нагрузкой / Г.С. Зиновьев, В.И. Попов // Электричество. – 2007. – № 8. – C. 29-34.
5. Електромагнітна сумісність. Частина 3-12. Норми. Норми на емісію гармонік струму (для сили вхідного струму обладнання не більше 16 А на фазу) (ІEC61000-3-12:2004, ІDT) : ДСТУ IEC 61000-3-12:2009. – [Чинний з 2012-01-01].
6. Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12: Limits - Limits for harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input current > 16 A and ≤ 75 A per phase : IEC 61000-3-12:2004. – [Valid from 2004-11-29]. – Geneva : IEC, 2004. – 53 p. – (International standard).
7. Кондратьев Д.Е. Управление трёхфазным активным выпрямителем при искажениях напряжений сети / Д.Е. Кондратьев, С.Г. Обухов // Электричество. – 2007. – №6. – С. 21-32.
8. Обухов С.Г. Широтно-импульсная модуляция в трёхфазных инверторах напряжения / С.Г. Обухов, Е.Е. Чаплыгин, Д.Е. Кондратьев // Электричество. – 2008. – №7. – С. 23-31..
9. Михальський В.М. Засоби підвищення якості електроенергії на вході і виході перетворювачів частоти та напруги з широтно-імпульсною модуляцією / В.М. Михальський. – К.: Інститут електродинаміки НАН України, 2013. – 340 с.

10. Михальський В.М. Векторна широтно-імпульсна модуляція в матричних перетворювачах: [навч. посібник] / В.М. Михальський, В.М. Соболєв, Е.М. Чехет. – К.: Інститут електродинаміки НАН України, 2003. – 74 с.
11. Михальський В.М. Широтно-імпульсна модуляція при векторному керуванні автономними інверторами напруги / В.М. Михальський // Праці Ін-ту електродинаміки НАН України: [зб. наук. праць], – К.: ІЕД НАНУ, 2010. – № 25. – С. 105–114.
12. Михальський В.М. Режим перемодуляції при керуванні автономним інвертором напруги з широтно-імпульсною модуляцією / В.М. Михальський // Техн. електродинаміка. – 2010. – № 3. – С. 33–43.
13. Михальський В.М. Керування автономними інверторами напруги із забезпеченням максимального коефіцієнта модуляції при неспотворюючому формуванні вихідної напруги засобами модифікованої ШІМ / В.М. Михальський, В.М. Соболєв, В.В. Чопик, І.А. Шаповал // Техн. електродинаміка. – 2010. – № 1. – С. 49–59.
14. Михальський В.М. Визначення гармонічного складу та показників якості вихідної напруги АІН при застосуванні для широтно-імпульсної модуляції перервних модуляційних функцій / В.М. Михальський, В.М. Соболєв, В.В. Чопик, І.А. Шаповал // Техн. електродинаміка. – 2010. – № 2. – С. 41–51.
15. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: – [изд. 2-е, испр. и доп.] / Г.С. Зиновьев // Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. – 664 c.
16. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромаг-нитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения об-щего назначения: ГОСТ 13109-97. – [Действующий от 1999-08-01]. – М. : Изд-во стандартов, 1999. – 34 с. – (Межгосударственный стандарт).
17. Качество электрической энергии. Термины и определения : ГОСТ 23875-88. – [Действующий от 1989-07-01]. – М. : Изд-во стандартов, 2008. – 16 с. – (Меж-государственный стандарт).
18. Словник електротехнічних термінів. Глава 161. Електромагнітна суміс-ність (ІEC 60050-161:1990, ІDT) : ДСТУ IEC 60050-161:2003. – [Чинний від 2005-07-01]. – К.: Держспоживстандарт України, 2003. – 64 с. – (Національний стан-дарт).
19. Електротехнічний словник термінів. Частина 551. Силова електроніка (ІEC 60050-551:1998, ІDT) : ДСТУ IEC 60050-551:2007. – [Чинний від 2009-01-01]. – К. : Держспоживстандарт України, 2009. – 116 с. – (Національний стандарт).
20. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий / И.В. Жежеленко // М.: Энергоатомиздат, 2000. – 186 с.
21. Денисюк С. П. Оцінка точності вимірювання складових електроенергії в системах з перетворювачами електроенергії / С.П. Денисюк, В. О. Кравцов // Технічна електродинаміка. Tемат.вип. «Проблеми сучасної електротехніки». – 2008. – Ч. 1. – C. 61-66.
22. Розанов Ю.К. Современные методы регулирования качества электроэнергии средствами силовой электроники / К.Ю. Розанов, М.В. Рябчинский, А.А. Кваснюк //
Электротехника. – 1999. – № 4. – С. 28-32.
23. Розанов, Ю.К. Силовая электроника: [учебник для вузов] / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчинский, А.А. Кваснюк. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007. – 632 с.
24. Домнин И.Ф. Современные теории мощности и их использование в пре-образовательных системах силовой электроники / И.Ф. Домнин, Г.Г. Жемеров,
Д.С. Крылов, Е.И. Сокол // Техн. електродинаміка. Темат. вип. "Проблеми сучасної
електротехніки". – 2004. – Ч. 1. – С. 80–91.
25. Akagi H. Generalized theory of the instantaneous reactive power in three-phase circuit / H. Akagi, Y. Kanazawa, A. Nabae // Proc. IIPEC'83 Conf., Tokyo, Japan, 1983. – P. 1375–1386.
26. Akagi H. Instantaneous power theory and applications to power conditioning / H. Akagi, E.H. Watanable, M. Aredes // Piscataway, NJ: IEEE Press. – 2007. – 379 p.
27. Жемеров Г.Г. О понятиях «мгновенная активная мощность» и «мгновенная реактивная мощность» / Г.Г. Жемеров, Е.И. Сокол, Н.А. Ильина, О.В. Ильина // Технічна електродинаміка. Темат. вип. «Силова електроніка та енерго-ефективність». – 2007. – Ч. 1. – С. 33-44.
28. Жемеров Г.Г. Система составляющих полной мощности и энергетических коэффициентов на основе p-q-r теории мощности / Г.Г. Жемеров, Д.С. Крылов, Д.В. Тугай // Технічна електродинаміка. – Київ, 2004, – Темат. вип. «Проблеми сучасної електротехніки». – Ч. 6. – С. 69-74.
29. Чопик В.В. Просторово-векторне керування паралельними активними фільтрами / В.В. Чопик, В.М. Михальський, С.Й. Поліщук, В.М. Соболев, І.А. Шаповал // Технічна електродинаміка. – 2013. – №4. – С.34-41.
30. Поліщук C.Й. Аналітична побудова координатних систем у теорії миттєвої потужності трифазних кіл для керування пристроями активної фільтрації / С.Й. Поліщук, М.Ю. Артеменко, В.М. Михальський //Технічна електродинаміка. – 2013. – №2. – С. 25-35.
31. Поліщук С.Й. Стратегія керування паралельним активним фільтром з частковим послабленням складової нульової послідовності напруг трифазної чотирипровідної мережі / С.Й. Поліщук, М.Ю. Артеменко, В.М. Михальський, Л.М. Батрак, І.А. Шаповал // Технічна електродинаміка. – 2013. – №3. – С. 12-19.
32. Михальский В.М. Компенсация "мертвого времени" в преобразователях частоты с пространственной векторной модуляцией / В.М. Михальский, С.И. Полищук, В.Н. Соболев, Э.М. Чехет, В.В. Чопик, И.А. Шаповал // Технічна електродинаміка. Темат. Вип.. "Силова електроніка та енергоефективність". – 2008. – Ч. 1. – С. 12-17.
33. Михальский В.М. Стратегия формирования пространственного вектора выходного напряжения матричного преобразователя в нижней части диапазона регулирования электропривода переменного тока / В.М. Михальский, С.И. Полищук, В.Н. Соболев, Э.М. Чехет, И.А. Шаповал, В.В. Чопик // Зб. наук. праць Дніпродзержинського держ. техн. ун-ту (технічні науки). Темат. вип. "Проблеми автоматизованого електропривода. Теорія і практика". – 2007. – С. 126-131.
34. Михальский В.М. Передача реактивной энергии в матричных преобразователях / В.М. Михальский, С.И. Полищук, В.Н. Соболев, Э.М. Чехет, И.А. Шаповал // Технічна електродинаміка. Темат. вип. "Силова електроніка та енергоефективність". – 2006. – Ч. 1. – С. 15-18.
35. Чехет Э.М. Тенденции развития матричных преобразователей для асинхронного электропривода / Э.М. Чехет, В.Н. Соболев, В.М. Михальский, И.А. Шаповал, С.И. Полищук // Вестник НТУ "ХПИ". Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика. – Харьков. – 2005. – Вып. 45. – С. 32-37.
36. Михальский В.М. Энергетические соотношения в матричных преобразователях систем регулируемого асинхронного электропривода / В.М. Михальский, С.И. Полищук, В.Н. Соболев, Э.М. Чехет, И.А. Шаповал // Технічна електродинаміка. Темат. вип. "Силова електроніка та енергоефективність". – 2004. – Ч. 2. – С. 12-15.
37. Кутрань И.С. Лабораторный стенд для экспериментальных исследований алгоритмов управления асинхронным электроприводом и электрогенерирующей системой на основе машины двойного питания с матричным преобразователем / И.С. Кутрань, В.М. Михальский, В.Н. Соболев, С.И. Полищук, Э.М. Чехет, С.М. Пересада, И.А. Шаповал // Вестник НТУ "ХПИ". Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика. – Харьков. – 2003. – Т. 1. – С. 37-43.
38. Чехет Э.М. Разработка и экспериментальные исследования матричного преобразователя мощностью 40кВА. / Э.М. Чехет, В.М. Михальский, В.Н. Соболев, С.И. Полищук, И.А. Шаповал // Технічна електродинаміка. Темат. вип. "Проблеми сучасної електротехніки". – 2002. – Ч. 2. – С. 66-71.
39. Михальский В.М. Оптимизация длительностей стационарных состояний матричного преобразователя при глубоком регулировании асинхронного электропривода. / В.М. Михальский, В.Н. Соболев, С.И. Полищук, Э.М. Чехет, И.А. Шаповал // Вестник НТУ "ХПИ". Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика. – Харьков. – 2002. – Вып. 12. – Т.1 – C. 53-56.
40. Chekhet E. High performance electromechanical energy conversion using matrix converter. Part 1 : matrix converter control. / E. Chekhet, V. Sobolev, V. Mikhalsky, S. Polischuk // Вестник НТУ "ХПИ". Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика. – Харьков. – 2001. – Вып. 10. – С. 263-266.
41. Мысак Т.В. Алгоритм и структура управления матричным преобразователем с векторной широтно-импульсной модуляцией / Т.В. Мысак, С.И. Полищук, В.Н. Соболев, В.М. Михальский, Э.М. Чехет // Вестник ХГПУ. Проблемы авто-матизированного электропривода. Теория и практика. – Харьков. – 2000. –Вып. 113. – С. 259-262.
42. Голобородько В.В. Высоковольтный источник питания мощностью 15 кВА на базе IGBT модулей для технологических установок / В.В. Голобородько, С.И. Полищук, В.М. Михальский, Т.В. Мысак, Э.М. Чехет, В.К. Синицын // Технічна електродинаміка. Темат. вип. "Проблеми сучасної електротехніки". – 2000. – Ч. 4. – С. 92-95.
43. Чехет Э.М. Применение PIC-контроллеров для управления асинхронным двигателем с интеллектуальным силовым модулем / Э.М. Чехет, С.И. Полищук, Т.В. Мысак, И.А. Шаповал // Технічна електродинаміка. Спец. вип. 2 „Силова електроніка та енергоефективність”. – 1998. – Т.1. – С. 132 - 135.
44. Михальский В.М. Высоковольтный источник питания мощностью 15 кВА на базе IGBT модулей для магнетронов промышленного назначения / В.М. Михальский, В.В. Голобородько, Т.В. Мисак, С.И. Полищук, Э.М. Чехет, В.К. Синицын, В.П. Дзюба, И.К. Завора, А.Н. Токовенко // Технічна електродинамiка. Темат. вип. "Моделювання електронних, енергетичних та технологічних систем". – 1999. – Ч. 2. – С. 91-94.
45. Колпаков А.И. SKiM 63/93 – специализированные силовые модули для электротранспорта SEMIKRON / А.И. Колпаков, Т.В. Мысак, С.И. Полищук // Технічна електродинаміка. Темат. вип. „Силова електроніка та енергоефективність”. – 2009. – Ч.3. – С. 104-109.
46. Колпаков А.И. SKIIP 4 –Новая серия интеллектуальных силовых модулей для применений высокой мощности / А.И. Колпаков, Т.В. Мысак, С.И. Полищук // Технічна електродинаміка. Темат. вип. „Силова електроніка та енергоефективність”. – 2010. – Ч.1. – С. 50-55.
47. Колпаков А.И. Схемотехника мощных высоковольтных преобразователей SEMIKRON для ветроэнергетики / А.И. Колпаков, Т.В. Мысак, С.И. Полищук // Технічна електродинаміка. Темат. вип. Силова електроніка та енергоефективність. – 2011. – Ч.1. – С. 50-55.
48. Колпаков А.И. Проблемы силовой электроники: термоциклы и термоциклирование. / А.И. Колпаков, С.И. Полищук, Т.В. Мысак // Технічна електродинаміка. Темат. вип. „Силова електроніка та енергоефективність”. – 2012. – Ч.3. – С. 27-32
49. Жемеров Г.Г. Энергосберегающий эффект компенсации пульсаций мгновенной активной мощности / Г.Г. Жемеров, О.В. Ильина, Д. В. Тугай // Технічна електродинаміка. Темат. вип. «Силова електроніка та енергоефективність» – 2006 – Ч.4 – С. 22-27.
50. Михальський В.М. Построение систем гарантированного электропитания на основе НПЧ с однократной модуляцией. / В.М. Михальский, С.И. Полищук, Б.Е. Пьяных, Э.М. Чехет, П.Д. Андриенко, В.А. Кравцов // Оптимизация схем и параметров устройств преобразовательной техники. Сб. научн. трудов – К.: Наукова думка, 1983. – С. 83-88.
51. Жемеров Г.Г. Расчет параметров емкостного накопителя энергии компенсатора пульсаций мгновенной активной мощности/ Г.Г. Жемеров, О.В. Ильина // Электричество. – 2008 – №1 – С. 54-59.
52. А.с. 955441 СССР, МКИ3 Н 02 М 5/27. Способ управления транзисторным непосредственным преобразователем частоты. / А.Н. Абрамов, Н.П. Кутлер, В.А. Лукьяненко, С.И. Полищук, Б.Е. Пьяных, Э.М. Чехет (СССР). – № 2881246/24-07 ; заявл. 12.02.80; опубл. 30.08.82, Бюл. № 32.
53. А.с. 1707716 СССР, МКИ3 Н 02 М 5/27. Способ управления непосредственным преобразователем частоты. / А.В. Кочергин, С.И. Полищук, Э.М. Чехет (СССР). – . №4826158/07 ; заявл. 04.04.90; опубл. 23.01.93, Бюл. № 3.
54. А.с. 1203666 СССР, МКИ3 Н 02 М 5/27. Непосредственный тиристорный преобразователь частоты с искусственной коммутацией. / П.Д. Андриенко, А.К. Кулиш, С.И. Полищук, В.Н. Сухарев, Э.М. Чехет (СССР). № 3768139/24-07 ; заявл. 16.07.84 ; опубл. 07.01.86, Бюл. №1.
55. Artemenko M.Yu. Minimization of Cable Losses in Three-Phase Four-Wire Systems by means of Instantaneous Compensation with Shunt Active Filters / M.Yu. Artemenko , L.M. Batrak, S.Y. Polishchuk, V.M. Mykhalskyi, I.A. Shapoval // Proceedings of the IEEE XXXIII International Scientific Conference Electronics and Nanotechnology (ELNANO) 2013. – Kyiv (Ukraine). – 16-19 April 2013. – P. 359-362.
56. Полищук С.И. Способ управления непосредственным преобразователем частоты с искусственной коммутацией. / С.И. Полищук, Э.М. Чехет // Проблемы преобразовательной техники. – 1979. – С. 108-112.
57. Кутрань И.С. Разработка транзисторных непосредственных преобразователей частоты / И.С. Кутрань, В.М. Михальский, В.П. Мордач, С.И. Полищук, Б.Е. Пьяных, Л.И. Сенько, Э.М. Чехет, В.А. Лукьяненко, В.Н. Соболев // Проблемы преобразовательной техники. – 1983. – Ч. 7. – С. 120-123.
58. Полищук С.И. Непосредственный преобразователь частоты на запираемых тиристорах. / С.И. Полищук, Э.М. Чехет // Проблемы преобразовательной техники: 5-я Всесоюзн. науч.–техн. конф., 16-20 сент. 1991г.: тезисы докл. – Чернигов, 1991. – Ч.2. – С . 60-63.
59. Полищук С.И. Уменьшение потерь в демпферных цепях силовых ключей переменного тока. / С.И. Полищук, А.В. Кочергин // Проблемы преобразовательной техники. 5-я Всесоюзн. науч.–техн. конф., 16-20 сент. 1991г.: тезисы докл., – Чернигов, 1991. – Ч.1. – С. 193-196.
60. Чехет Э.М. 4-х квадрантные преобразователи частоты для электропривода. /Э.М. Чехет, В.Н. Соболев, С.И. Полищук // Труды научн.–техн. конф. «Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика». – Крым, Алушта. – 1995. – С. 130-132.
61. Голобородько В.В. Унифицированный преобразователь частоты для асинхронного электропривода 0,7 – 7,5 кВт / В.В. Голобородько, Т.В. Мисак, С.И. Полищук, В.М. Михальский, Э.М. Чехет // Труды научно-техн. конф. «Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика». – Крым, Алушта. – 1997. – С. 288-290.
62. Мисак Т.В. Опыт использования силовых интеллектуальных модулей при разработке инверторов напряжения для электроприводов переменного тока / Т.В. Мисак, С.И. Полищук, В.М. Михальский, Э.М. Чехет, И.А. Шаповал // Труды научно-техн. конф. «Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика». – Крым, Алушта. – 1997. – С. 192-193.
63. Чехет Э.М. Современные тенденции построения 4-х квадрантных преобразователей частоты для электропривода. / Э.М. Чехет, В.Н. Соболев, С.И. Полищук // Proceedings of the 3-th In.Conf an Unconventional Electromechanical and Electrical Systems, Alushta, Crimea, Ukraine, 19-21 September, 1997, Vol.3. – Р.47-52.
64. Чехет Э.М. Матричные преобразователи для электромеханических систем / Э.М. Чехет, Т.В. Мысак, С.И. Полищук, И.А.Шаповал // Proceedings of the 4-th In.Conf an Unconventional Electromechanical and Electrical Systems, St.Petersburg, Russia, 21-24 June, 1999, Vol.2. – Р. 565-570.
65. Бекбудов Р.С. Упрощенная модель матричного преобразователя с широтно-импульсной модуляцией / Р.С. Бекбудов, Т.В. Мысак, С.И. Полищук, В.Н. Соболев, Э.М. Чехет // Науч.-техн.конф. «Проблемы атоматизированного электропривода. Теория и практика», Алушта, Крым, 1999 .– С. 261-264.
66. Карташев И.И. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. Способы его контроля и обеспечения ; под ред. М.А. Калугиной. – М.: МЭИ, 2000. – 120 с.
67. Карташев И.И. Управление качеством электроэнергии / И.И. Карташев, В.Н. Тульский, Р.Г. Шамонов [и др.]; под ред. Ю.В. Шарова // М.: МЭИ, 2006. – 320 с.
68. Аррилага Дж. Гармоники в электрических системах: [пер. с англ.] / Дж. Аррилага, Д. Брэдли, П. Бодлер // М.: Энергоатомиздат, 1990. - 320 с.
69. Шидловский А.К. Высшие гармоники в низковольтных электрических сетях / А.К. Шидловский, А.Ф. Жаркин. – К.: Наук. думка, 2005. – 210 с.
70. Маевский О.А. Энергетические показатели вентильных преобразователей / О.А. Маевский // М.: Энергия, 1978. – 320 с.
71. Kim H.S. “The instantaneous power theory based on mapping matrices in three-phase four-wire systems,” In / Kim H.S., H. Akagi // Proc. PCC”97 Conf., vol.1, Nagaoka, Japan, Aug., 1997. – P. 361-366.
72. Bierhoff M. Analytical evaluation of the total harmonic current in three phase voltage and current source converters / M. Bierhoff, F.W. Fuchs // Proc. of the 2005 European Conference on Power Electronics and Applications. – 2005, No.
EPE.2005.219447. – 10 p.
73. Зиновьев Г.С. Прямые методы расчета энергетических показателей вен-тильных преобразователей / Г.С. Зиновьев // Новосибирск : Изд-во НГТУ,1990.– 220с.
74. Holmes D.G. Pulse Width Modulation for Power Converters - Principle and Practice / D.G. Holmes, T.A. Lipo. // New York, USA: IEEE Series on Power Engineering, IEEE Press/Wiley InterScience, 2003. – 744 p.
75. Dillard W.C. A Direct Method and Algorithm for Determining the Harmonic Content of Sinusoidal PWM Waveforms Suitable to Low-Level DSP and Microcontrol-lers / W.C. Dillard, A.W. Leedy, R.M. Nelms // Proc. of the IEEE Industry Applications Society Conference. – Kowloon (Hong Kong). – October 2 - October 6, 2005.
76. Gowri K. Sri Novel Space Vector Based Generalized Discontinuous PWM Al-gorithm for Induction Motor Drives / K. Sri Gowri, T. Brahmananda Reddy, Ch. Sai Babu // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. – Feb 2009. – Vol. 4, No. 1. – P. 76-88.
77. Kang J.K. The Matrix Converter Drive Performance Under Abnormal Input Voltage Conditions / J.K. Kang, H. Hara, E. Yamamoto, E. Watanabe, A.M. Hava, T.J. Kume // IEEE Trans. on Power Electronics. – Sept 2002. – Vol. 17. – P. 721-730.
78. Khan J.F. Improvement of Output Phase Voltage Amplitude of A Two-phase Inverter by Using Space Vector Pulse Width Modulation / J.F. Khan, Sharif Md Ataullah Bhuiyan, K. M. Rahman // Proc. of the Second Inter-national Conference on Electrical and Computer Engineering ICECE2002, 26-28 December 2002. – Dhaka (Bangladesh). – 2002. – P. 328-331.
79. Leedy A.W. Harmonic Analysis of a Space Vector PWM Inverter Using the Method of Multiple Pulses / A.W. Leedy, R.M. Nelms // Proc. of the International Symposium on Industrial Electronics (ISIE2006). – Montreal (Canada). – July 9-13, 2006. – P. 1182-1187.
80. Batzel T.D. Instantaneous voltage measurement technique for PWM voltage source inverters / T.D. Batzel, M. Comanescu // Int. Journal of Power Electronics. – 2008. – Vol. 1, No. 1. – P. 1-16.
81. Reddy Y.V.S. A New Space Vector Pulsewidth Modulation for Reduction of Common Mode Voltage in Direct Torque Controlled Induction Motor Drive / Y.V.S. Reddy, T.B. Reddy, M.V. Kumar // Proc. of the International Conference on Power Elec-tronics, Drives and Energy Systems, PEDES '06. – 2006. – P. 1-5.
82. Руденко В.С. Расчет устройств преобразовательной техники / В.С. Руденко, В.Я. Жуйков, И.Е. Коротеев. – К.: Технiка, 1980. − 135 с.
83. Баховцев И.А. Сравнительный анализ выходного напряжения АИН с си-нусоидальной и векторной ШИМ / И.А. Баховцев // Техн. електродинаміка. Темат. вип. "Силова електроніка та енергоефективність". – 2008. – Ч. 3. – С. 63-66.
84. Чаплыгин Е.Е. Двухфазная широтно-импульсная модуляция в трехфазных инверторах напряжения / Е.Е. Чаплыгин // Электричество. – 2009. – № 8. – С. 56-61.
85. Виноградов А.Б. Анализ энергетических показателей и методика выбора оптимальных алгоритмов широтно-импульсной модуляции для управления трех-фазным инвертором напряжения / А.Б. Виноградов, Д.Б. Изосимов // Электричество. – 2009. – № 5. – С. 37-41.
86. Михальський В.М. Реалізація алгоритму керування матричним перетворювачем за допомогою DSP-мікроконтролера / В.М. Михальський, В.М. Соболєв, Е.М. Чехет [та ін.] // Міжвідомчий наук.-техн. збірник "Електромашинобудування і електрообладнання". Темат. вип. «Проблеми автоматизованого електропривода. Теорія і практика». – 2006. – С. 289–290.
87. Барский В.А. Формирование пространственного вектора напряжения ав-тономного инвертора при глубоком регулировании / В.А. Барский, Н.Н. Дубров, И.В. Уфимцев // Техн. електродинаміка. Темат. вип. "Силова електроніка та енер гоефективність". – 2001. – Ч. 1. – C. 80-81.
88. Cataliotti A. Generalized PWM–VSI Control Algorithm Based on a Universal Duty-Cycle Expression: Theoretical Analysis, Simulation Results, and Experimental Validations / A.Cataliotti, F. Genduso, A. Raciti, G.R. Galluzzo // IEEE Trans. on Indus-trial Electronics. – June 2007. – Vol. 54, No. 3. – P. 1569-1580.
89. Голубєв В. В., Розрахунок й оптимізація вхідного RLC-фільтра імпульсного перетворювача змінної напруги / В.В. Голубєв // Праці Інституту електродинаміки НАН України. Зб. наук. праць. – Вип.33 – 2012. – С. 92-99.
90. Пентегов И.В. Схемы подавления высших гармоник тока с расщеплением фаз на три составляющие и методы их расчета / И.В. Пентегов, И.В. Волков, М. Levin // Технічна електродинаміка – Темат. Вип. „Силова електроніка та енергоефективність”. – 2002. – Ч.1.– С. 71-78.
91. Patent Application Publication US 2006/0197385 A1/ Harmonic Mitigating Device with magnetic shunt // Levin, I.Volkov, – 07.09.2006.
92. Шидловский А.К. Транзисторные преобразователи с улучшенной электромагнитной совместимостью. / А.К. Шидловский, А.В.Козлов, Н.С. Комаров, Г.А. Москаленко. – К.: Наук. думка, 1993. – 272с.
93. Chung Dae-Woong Minimum-loss strategy for three-phase PWM rectifier / Dae-Woong Chung, Seung-Ki Sul // IEEE Trans. on Industrial Electronics. – June 1999. – Vol. 46, No. 3. – P. 517-526.
94. Chekhet Е.М. Analysis of multipulse PWM control of direct frequency converter / E.M, Chekhet ЕМ; V.N. Sobolev // 4th Power Electronics Conf. Budupest, 1981. – V3. – P. 81 - 90.
95. Chekhet E.M. The analysis of the space vector modulation based converter for 4-quadrant operating electrical drives / E.M. Chekhet, V.N. Sobolev // Conf. on Power Electron, and Motion control. PEMS"96, Budapest. 1996. – V. 2. – P. 438 - 442.
96. Литовченко В. В. Определение энергетических показателей электроподвижного состава переменного тока с 4q-S преобразователями / В.В. Литовченко // Электротехника. – 1993. – № 5. – С. 23-31.
97. Manias S. Three phase inductor fed SMR converter with high frequency isolation, high power density and improved power factor / S. Manias, A.R. Prasad, P.D. Ziogas // EE Proc., Vol.134, pt.B, – No.4, 1987, – P.183-191.
98. Shevtsov S.V. Space-vector simplex pulse-width modulation methods of 3-phase voltage source inverter control / S.V. Shevtsov, D.B. Izosimov, S.E. Ryvkin // Proc. of 20-th Intern. Conf. Of Indust. Electron. Control and Instrumentation. Bologna, Italy 1994. – vol.1 – P. 520-526.
99. Kalaschnikow S. Regelung des netzseitigen Pulsstromrichters eines 4-Quadranten - Spaimungszwischenkreis – Umrichters / S. Kalaschnikow // ELIN- Zeitschrift, Jg.46, 1994, Heft 3/4, S. 102-111.
100. Корпорация „ТРИОЛ”. Низковольтное промышленное оборудование. Каталог продукции и решений [електронний ресурс]. – Режим доступу : http:// triolcorp.ru/index.php
101. Чехет Э.М. Непосредственные преобразователи частоты для електропривода / Э.М. Чехет, В.П. Мордач, В.Н. Соболев // К.: Наук. думка, 1988. – 224 с.
102. Джюджи Л. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты: Теория, характеристики, применение / Л. Джюджи, Б. Пелли; Пер. с англ. Е.А. Бондырева // М.: Энергоатомиздат, 1983. – 400 с.
103. Alesina A. Analysis and design of optimum–amplitude nine–switch direct AC–AC converters / A. Alesina, M. Venturini // IEEE Trans. On Power Electronics. – Jan.1989. – Vol.4, №1. – P. 101-112.
104. Alesina A. Solid–state power conversion: a Fourier analysis approach to generalized transformer synthesis / A. Alesina, M. Venturini // IEEE Trans. on Circuit and Systems. – April 1981. – Vol. CAS–28, №4. – P. 319-330.
105. Venturini M. A new sine wave in sine wave out conversion technique which eliminates reactive elements // Proceedings of Powercon 7. – 1980. – San Diego, CA (USA). – P.E3–1 - E3 –15.
106. Venturini M. The generalized transformer: a new bidirectional, sinusoidal waveform frequency converter with continuously adjustable input power factor / M. Venturini, A. Alesina // Proceedings of PESC Conference Record. – 1980. – P. 242-252.
107. Casadei D. Space vector control of matrix converters with unity input power factor and sinusoidal input/output waveforms / D. Casadei, G. Grandi, G. Serra, A. Tani // Conference Records of IEE EPE’93. – Brighton (U.K.). – Sept. 13–16, 1993. – Vol. 7. – P. 170–175.
108. Casadei D. General Approach for the Analysis of the Input Power Quality in Matrix Converters / D. Casadei, G. Serra, A.A. Tani // IEEE Transactions on Power Electronics. – September 1998. – Vol. 13, №5. – P. 882-891.
109. Casadei D. Theoretical and experimental analysis of SVM–controlled matrix converters under unbalanced supply conditions / D. Casadei, G. Serra, A. Tani, P. Nielsen. // Electromotion Journal. – 1997. – Vol.4, №1–2. – P. 28-37.
110. Casadei D. Reduction of the Input Current Harmonic Content in Matrix Converters Under Input/Output Unbalance / D. Casadei, G. Serra, A. Tani // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – June 1998. – Vol.45, №3. – P. 401-411.
111. Huber L. Analysis, design and implementation of the space–vector modular for forced–commutated cycloconverters / L. Huber, D. Borojevic // IEE Proceedings–B. – March 1992. – Vol.139, №2. – P. 103-113.
112. Huber L. Space vector modulated three–phase to three–phase matrix converter with input power factor correction / L. Huber, D. Borojevic // IEEE Transactions on Industry Applications. – November/December 1995. – Vol. 31, №6. – P.1234-1246.
113. Huber L. Voltage space vector based PWM control of forced commutated cycloconvertors / L. Huber, D. Borojevic, N. Burany // Proceedings of IEEE IECON’89. – 1989. – P. 106-111.
114. Zhang L. Analysis and Implementation of a Space Vector Modulation Algorithm for Direct ac-ac Matrix Converters / L. Zhang, C. Watthanasarn, W. Shepherd // EPE Journal. – May 1996. – Vol. 6, No. 1 – P. 7-13
115. Chekhet E. Control and commutation technique for matrix converters / E. Chekhet, V. Mikhalsky, V. Sobolev, I. Shapoval // Техн. електродинаміка. Темат. вип. "Проблеми сучасної електротехніки". – 2006. – Ч. 1. – P. 56-67.
116. Чехет Э.М. Матричные преобразователи для электромеханических систем переменного тока / Э.М. Чехет, В.М. Михальский, С.М. Пересада, В.Н. Соболев, И.А. Шаповал // Техн. електродинаміка. Темат. вип. "Проблеми сучасної електротехніки". – 2004. – Ч. 1. – С. 92-103.
117. Hasama T. Improvement of quality of power distribution system using Matrix Converter and Active Filter / T. Hasama, T. Maejima, N. Yamamura, M. Ishida // Proc. of 37th Annual Conference on IEEE Trans. Industrial Electronics Society. Melbourne, Australia 7–10 Nov.2011 – P. 4140-4145.
118. Wei L. A Compensation Method for Dual-bridge Matrix Converters Operating under Distorted Source Voltages / L. Wei, Y. Matsushita, T.A. Lipo // Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON). – Nov. 2-6. – 2003. – P. 2078-2084.
119. Akagi H. Instantaneous reactive power compensator comprising switching devices without energy storage components / H. Akagi, Y. Kasazawa, A. Nabae // IEEE Trans. on Industrial Applications. – 1984. – Vol. IA-20, No. 3. – P. 625-630.
120. Peng F. Z. "Generalized instantaneous reactive power theory for three-phaze power systems." / F.Z.Peng, J.S.Lai // IEEE Trans. Instrum.Meas.– vol.45.– no 1.–1996 .– P. 293-297.
121. Жемеров Г.Г. Уменьшение потерь и улучшение качества электроэнергии в системах коммунального электроснабжения / Г.Г. Жемеров, Н.А. Ильина, О.В. Ильина, Д.В. Тугай // Техн. електродинаміка. Темат. вип. "Силова електроніка таенергоефективність". – 2008. – Ч. 2. – С. 80-87.
122. Жемеров Г.Г. Преобразования координат в электроприводе и силовой электронике / Г.Г. Жемеров, О.В. Ильина, Д.В. Тугай // Техн. електродинаміка. Темат. вип. „ Проблеми сучасної електротехніки”. – 2006. – Ч. 1. – С. 81-88.
123. Жемеров Г.Г. Энергоэффективность коррекции фазы тока и компенсации пульсаций активной и реактивной мощности в трехфазной системе электроснабжения / Г.Г. Жемеров, И.Ф. Домнин, О.В. Ильина, Д.В. Тугай // Технічна електродинаміка. – 2007. – №1. – С. 52-57.
124. Жемеров Г.Г. Кпд трехфазной четырехпроводной системы электроснабжения с ассиметричной нагрузкой / Жемеров Г.Г., Домнин И.Ф., Ильина О.В., Тугай Д.В. // Техн. електродинаміка. Темат. випуск "Силова електроніка та енергоефективність". – 2010. – Ч. 1. – С. 22-31.
125. Волков А.В. Компенсация мощности искажений посредством активного фильтра с прогнозируемым релейным управлением / А.В. Волков, В.А.Волков // «Электротехника».–2008.–№3. – С. 2-10.
126. Волков А.В. Исследование функционирования и энергоэффективности применения силового активного фильтра для четырехпроводной трехфазной сети переменного напряжения / А.В. Волков, В.П. Метельский, В.А. Волков // Технічна електродинаміка. – 2010. – №5. – С. 61-68.
127. Рябчинский, М.В. Регулятор качества электроэнергии на базе активного фильтра // Электротехника. – 2000. – № 7. – С. 37-41.
128. Домнин И.Ф. Полупроводниковые компенсаторы неактивных составляющих полной мощности. Дисс. …доктора техн. Наук : 05.09.12 / Домнин Игорь Феликсович. – Национальный технический университет «ХПИ». – Харьков, 2008.
129. Загорский В.Т. Технико-экономические показатели непосредственных преобразователей частоты с принудительной коммутацией // Электричество. – 1969. – №1 – С. 35-41.
130. Михальський В.М. Розширення діапазону регулювання вхідної реактивної потужності матричних перетворювачів засобами керування / В.М. Михальський, В.М. Соболєв, І.А. Шаповал, В.В. Чопик // Технічна електродинаміка. – 2012. – №2. – С. 53-54.
131. Чехет Э.М. Способы коммутации силовых ключей многофазных матричных преобразователей / Э.М. Чехет, В.Н. Соболев, Михальский В.М. // Техн.электродинамика. – 2000. – №2. – С. 20-25.
132. Pat. US 6,826,065 B2 USA, IC7 H02M/5/27. Method of commutation of current by bi-directional switches of matrix converters / E.M. Chekhet, V.N. Sobolev, V.M.Mikhalsky; invertors and proprietors E.M. Chekhet, V.N. Sobolev, V.M. Mikhalsky. – № 10/101,133 ; date of filing 19.03.02; date of publication 30.11.04.
133. Yan Xu. Voltage and Current Unbalance Compensation Using a Parallel Active Filter / Yan Xu, L.M. Tolbert, J.D. Kueck, D.T. Rizy // Proc. of IEEE Power Electronics Specialists Conference, PESC 2007. – P. 2919-2925.
134. JenoPaul P. Sunt Active and Series Filter-Based Power Quality Conditionerfor Matrix Converter / P. JenoPaul // Advances in Power Electronics, Vol. 2011, Article ID 930196, 9 pages.
135. JenoPaul P. Power Quality Improvement for Matrix Converter using Shunt Active Filter / P. JenoPaul, I/ Jacob Raglend, T. Ruban Deva Prakash, R. PriyaDarsini // Intern.Journal of Computer Appl., Vol.11–no.2, December 2010, P. 31-37.
136. Kim H. S. “The theory of instantaneous power in three-phase four-wire systems” / H. S. Kim, S. Ogasawara, and H. Akagi // In Proc. IEEC/IAS’99, Annu. Metting, Oct.,1999, P. 431-439.
137. Montano J. C. “Analysis of power losses for instantaneous compensation of three-phase four-wire systems” / J. C. Montano, P. Salmeron, J. P. Thomas // IEEE Trans. Power Electron., vol. 20, no. 4, P. 901-907, July 2005.
138. Salmeron P. “Compensation in Nonsinusoidal, unbalanced three-phase four-wire systems with active power-line conditioner” / P. Salmeron, J. C. Montano, J. R. Vazquez, J. Prieto, A. Perez // IEEE Trans. Power Delivery, vol. 19, no. 4, P. 1968-1974, Oct. 2004.
139. Montano Asquerino J. C. “Compensation in Nonsinusoidal, unbalanced three-phase four-wire systems with active power-line conditioner” / J. C. Montano Asquerino, P. Salmeron Revuelta // IEEE Trans. Power Delivery, vol. 17, no. 4, P. 1079-1084, Oct. 2002.
140. Soares V. An instantaneous active and reactive current component method for active filters / V. Soares, P. Verdelho // IEEE Trans. on Power Electronics. – July 2000. – Vol. 15. – No.4. – P. 660-669
141. Бронштейн И.Н. Справочник по математике / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. – М.: ГИНТЛ, 1957. – 608 с.
142. Михальський В.М. Особливості формування струмів в системі "мережа живлення з несиметричними напругами – матричний перетворювач" / В.М. Михальський, В.М. Соболєв, Е.М. Чехет, В.В. Чопик, І.А. Шаповал // Техн. електродинаміка. Темат. вип. "Силова електроніка та енергоефективність". – 2009. – Ч. 1. – С. 16-23.