Актуальность работы. В настоящее время в связи с постоянной инфляцией и ростом стоимости первичных энергетических ресурсов, чрезвычайно важна роль энергосберегающей политики. Одной из областей энергосбережения и повышения качества электрической энергии является обеспечение электроэнергией нагрузок, питающихся от сетей постоянного напряжения. К таким нагрузкам можно отнести: железнодорожный транспорт, горнодобывающую промышленность, электролизные установки и многое другое.
Основными проблемами, связанными со снабжением электрических нагрузок, питающихся на постоянном напряжении, являются: улучшение качественных показателей электрической энергии, как у потребителей, так и во внешней сети; компенсация реактивной мощности. Для эффективного выполнения технологических процессов важным фактором является поддержание уровня напряжения в установленных пределах, либо управление уровнем напряжения по определенным законам.
На данный момент существует множество различных устройств для компенсации реактивной мощности, фильтрации высших гармонических составляющих и регулирования уровня напряжения. В тоже время РПН силовых трансформаторов не может обеспечить точное регулирование напряжения между ступенями.
В данной работе рассмотрен способ улучшения качества электрической энергии, компенсации реактивной мощности и плавного регулирования напряжения, применимый к 12-ти фазным выпрямителям, при помощи одного блока устройств.
Цель исследования - исследование 12-фазного выпрямителя с системой активного управления процессами коммутации.
Задачи исследования: разработка имитационной модели в программе Matlab, пакете Simulink. Выполнение анализа режимов работы устройства в различных режимах. Построение внешних характеристик, определение установленной мощности системы регулирования.
Объект исследования - двенадцатифазный силовой диодный выпрямитель.
Предмет исследования - управление процессами коммутации в двенадцатифазном диодном выпрямителе, а также электромагнитные процессы, протекающие в нем.
Новизна - исследованы электромагнитные процессы в выпрямителе и их связь с управлением процессом коммутации.
Методы исследования: имитационное моделирование в программной среде matlab, численный расчет энергетических показателей.
Практическая значимость: данная система управления может быть внедрена на уже существующие выпрямительные 12-ти фазные агрегаты крупных промышленных предприятий для улучшения качества электрической энергии в сетях 6 -10 кВ.
В дальнейшем предполагается произвести дальнейшее исследование данной тематики, а именно смоделировать и описать работу устройства в глубоких режимах. Спроектировать устройство для силового выпрямителя конкретной мощности, произвести расчет реакторов, токовых цепей и инверторов.
В работе рассмотрена схема двенадцатифазного диодного выпрямителя с активной системой управления, возможности регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности, применимые к нему.
Разработан и смоделирован двенадцатифазный диодный выпрямитель с активной системой управления. Получены результаты работы модели при различных формах управляющих сигналов. Определены возможности регулирования с данной системой активного регулирования. Построены внешние характеристики выпрямителя. Определена установленная мощность системы управления выпрямителем.
Система регулирования позволяет решить проблемы качества электрической энергии, а именно уменьшить уровень высших гармонических составляющих в сети. Данная система, в определенных пределах, регулирует уровень напряжения на нагрузке, компенсирует часть реактивной мощности, улучшает показания качества электроэнергии в режимах перегрузки. Система регулирования практически не оказывает влияние на КПД установки.
Данная работа актуальна, так как промышленные предприятия, использующие нагрузку на постоянном напряжении, должны соответствовать качеству электроэнергии во избежание штрафов от сетевых компаний и аварийных ситуаций.
