Анализ и синтез активных выпрямителей напряжения в системах управления энергоэффективными электроприводами

Цель исследования - теоретический анализ и синтез активных выпрямителей напряжения в системах управления энергоэффективными электроприводами, обеспечивающих улучшение их технических и эксплуатационных характеристик и энергетических показателей. Представлены комплексы математических моделей «питающая сеть переменного тока - активный выпрямитель - силовой фильтр - инвертор с широтно-импульсной модуляцией - электромашина», позволяющие установить зависимости эксплуатационных характеристик системы, связанных с энергетическими показателями, от параметров и режима работы замкнутых систем электропривода с большими маховыми массами; методика синтеза системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) для активного выпрямителя напряжения в составе системы управления электроприводом с двухсторонним обменом энергией, использующая формализм пространства состояний. Система ФАПЧ позволяет исключить из системы управления блок преобразования координат и обеспечить потребление энергии из питающей сети с единичным коэффициентом мощности; анализ основных факторов, определяющих наличие и отсутствие возможностей организации рекуперативных режимов в электроприводах с большими маховыми массами, обусловленных наличием процессов реверсирования в законе управления скоростью вращения двигателя. Раскрыта возможность применения разработанного метода синтеза систем ФАПЧ в задачах управления активными полупроводниковыми преобразователями в составе систем энергоэфективного электропривода. Изучено влияние режимов работы электропривода на величину рекуперируемой энергии системы и влияние гармонического состава напряжения на гармонический состав тока, формируемый активным выпрямителем напряжения в составе системы управления электроприводом. Представлены рекомендации по совершенствованию эксплуатационных характеристик замкнутых систем электропривода с большими маховыми массами, связанных с показателями качества и эффективностью энергопотребления.