Монография посвящена дальнейшему развитию теории электромагнитных процессов в одно- и многофазных электрических цепях, содержащих последовательный RLC-контур и вентильный коммутатор в цепи одного из линейных реактивных сопротивлений - емкости или индуктивности, с произвольной частотой переключающий это сопротивление на опережающие (отстающие) фазы источника питания. Получены аналитические выражения (в замкнутом виде), позволяющие определить необходимые электрические величины в зависимости от параметров контура (резонансная частота и добротность) и коммутатора (частота и фаза импульсов управления, а также порядок их следования). Даны примеры использования полученных результатов для построения источников реактивной мощности, активных фильтров гармоник тока нелинейных нагрузок и др. Для специалистов в области теоретической электротехники и преобразовательной техники, занимающихся вопросами качества электроэнергии, аспирантов и студентов соответствующих специальностей Введение...........................................................................................................................3 Основные сокращен и я...................................................................................................4 Глава первая Электромагнитные процессы в многофазных электрических цепях с вентильными коммутаторам і............................................................................5 1.1. Объект исследования. Принятые допущения. Выбор базовых единиц.............5 1.2. Квазиустановившиеся и переходные режимы......................................................8 1.3. Переходные режимы в RLC-цепях при однократном подключении их к источнику переменного напряжения.........................................................................14 1.4. Переходные режимы в последовательном RLC-контуре с коммутатором при низкой частоте коммутации....................................................................................17 1.5. Переходные режимы в последовательном RLC -контуре с коммутатором при высокой частоте коммутации..................................................................................21 1.6. Способы оценки длительности переходных режимов в последовательном RLC-контуре с коммутатором при высокой частоте коммутации............................25 1.7. Гармонический состав и действующее значение напряжений (токов).............30 1.7.1. Гармонический анализ напряжений (токов) при питании от двухфазного источника (т= 2).................................................................................35 1.7.2. Гармонический анализ напряжений (токов) при питании от трехфазного источника (т=3)..................................................................................39 Глава вторая Особые режимы в электрических цепях с коммутаторами.......................................42 2.1. Исходные положения............................................................................................42 2.2. Режим краткого соотношения часта: источника и управления.........................44 2.3. Режим равенства частот источника и управления (режим выпрямления)......62 2.4. Режим резонанса....................................................................................................65 2.4.1. Квазиустановившийся режим.........................................................................67 2.4.2. Режим накопления...........................................................................................71 2.4.3. Переходный режим без накопления...............................................................75 2.5. Режим питания от источника постоянного напряжения...................................76 2.5.1. Соотношение собственной частоты контура и частоты управления не равно целому числу...................................................................................................76 2.5.2. Соотношение собственной частоты контура и частоты управления равно целому числу.......................................................................................................78 2.6. Безреактивный режим...........................................................................................81 2.7. Режим активного фильтра.....................................................................................84 2.8. Режим отсутствия свободной составляющей з напряжении (токе) на первом межкоммутационном интервале...............................................................86 2.9. Периодичность кривых напряжений (токов)......................................................90 2.9.1. Критерии периодичности кривых напряжгний (токов)...............................90 2.9.2. Связь периодов повторяемости кривых напряжений (токов) на входе и выходе коммутатора...................................................................................93 2.10. Режимы биений....................................................................................................94 2.10.1. Режимы биений кривых входного тока (вариант Б).....................................94 2.10.2. Режимы биений входного напряжения (вариант А)...................................102 2.11. Взаимосвязь ("дуальность") электромагнитных процессов на входе (выходе) коммутатора.................................................................................105 2.12. Несимметричные режимы.................................................................................110 Глава третья Источники реактивной мощности.............................................................................113 3.1. Классификация статических источников реактивной мощности..................113 3.2. Общее уравнение основной гармоники потребляемого тока при произвольных значениях добротности и числа фаз источника..............................114 3.3. Двухфазные источники реактивной мощности................................................115 3.3.1. Вентильно-конденсаторный источник реактивной мощности.................115 3.3.2. Вентильно-реакторный источник реактивной мощности.........................129 3.4. Трехфазные источники реактивной мощности.................................................136 3.4.1. Вентильно-конденсаторный источник ре активной мощности (индуктивный режим)..................................................................................................136 3.4.2. Вентильно-конденсаторный источник реактивной мощности (емкостный режим)......................................................................................................149 3.4.3. Вентильно-реакторный источник реактивной мощности (индуктивный режим).................................................................................................154 3.4.4. Вентильно-реакторный источник реактивной мощности (емкостный режим)......................................................................................................164 3.4.5. Обобщенные регулировочные характері стики и качество потребляемого тока......................................................................................................170 3.4.6. Способы улучшения формы потребляем ого тока......................................176 3.4.7. Способы расширения диапазона регулирования реактивной мощности..................................................................................................181 Глава четвертая Режим активной фильтрации неосновных гармоник источника переменного напряжения....................................................................................................................184 4.1. Классификация фильтров гармоник. Особенности управления активным фильтром на основе последовательного контура и коммутатора..........184 4.2. Электромагнитные процессы в схем; активного фильтра v -й гармоники .... 189 4.3. Влияние добротности контура на эофективность работы пассивных и активных фильтров...................................................................................................196 4.4. Влияние колебаний частоты источника на эффективность работы пассивных и активных фильтров...............................................................................201 4.5. Границы эффективности активных и пассивных фильтров............................210 4.6. Особенности коммутации тиристорных ключей в схеме активного фильтра.........................................................................................................................212 4.7. Трехфазные активные фильтры.........................................................................218 Глава пятая Принципы построения новых технических средств (на основе ALC-контура и коммутатора) для повышения качества электрической энергии................................................................................................230 5.1. Вентильные фильтры напряжения обратной последовательности................230 5.2. Моногармонические фильтры неосновных гармоник напряжения сети.......234 5.2.1. Однофазные вентильные фильтр j гармоник................................................234 5.2.2. Трехфазные вентильные фильтры гармоник.................................................237 5.3. Компенсаторы постоянной составлявшей и субгармоник тока нелинейных нагрузок....................................................................................................238 Приложения...................................................................................................................243 П.1. Зависимость фазового угла от добротности Q и относительной резонансной частоты v ALC-контура, град...............................................................243 П.2. Формулы для определения напряжения на емкости (тока в индуктивности) в момент начала п-го периода управления (вариант Б; v=l; m=2; Q=^\ q=0, 2, 4...In)....246 П.З. Уравнения переменных состояния в виде суммы произведений решетчатых функций на коэффициенты, зависящие от времени (вариант Б; v =1; от=2; g=oo)..247 П.4. Частоты управления ключами коммутатора при изменении дискретных переменных К, N, Гц.................................................................................249 П.5. Расчет параметров АФ третьей, пятой и седьмой гармоник.............................252 Список литературы........................................................................................................255