БЛОК-СХЕМА ОБОБЩЕННОГО АЛГОРИТМА ИССЛЕДОВАНИЯ ЭМП И РАЗРАБОТКИ СРЕДСТВ ИХ СНИЖЕНИЯ С УЧЕТОМ ПАРАЗИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЭС

После начала алгоритма в блоке 1 в соответствие с ГОСТ задаются значения показателей, характеризующих качество электроэнергии в судовой сети. В следующем блоке 2 выполняется анализ принципиальных, скелетных

С учетом полученных данных, в блоке 3 реализуется процедура определения основных и паразитных параметров электрооборудования ЭЭС, которая в сочетании с анализом схем и режимных параметров судовых ПП, проведенным в блоке 4, позволяет перейти к блоку 5. Содержание блока 5 заключается в составлении схем замещения ЭЭС с ПП для временного и частотного анализа с учетом паразитных параметров. Блок 6 соответствует проведению анализа электромагнитных процессов в ЭЭС как в идеализированном (без учета паразитных параметров и ВЧ колебаний), так и реальном режиме (с учетом паразитных параметров и ВЧ колебаний), на основании полученных схем замещения.

От блока 6 осуществляется естественный переход к блоку 7, в котором определяются гармоники и коэффициент несинусоидальности напряжения в ЭЭС (производится оценка ЭМП). В блоке 8 на основании сравнения показателей качества электроэнергии судовой ЭЭС, заданных в блоке 1 и полученных расчетным путем в блоке 7, принимается решение о повышении ее качества. При отрицательном решении («нет») происходит переход в конец алгоритма, а при положительном («да») в блоке 9 производится выбор методов и средств снижения ЭМП, генерируемых в сеть полупроводниковыми преобразователями.

С учетом выбранной в блоке 9 защиты от ЭМП, в блоке 10 составляются схемы замещения ЭЭС с ПП и фильтрами для временного и частотного анализа. После анализа данных характеристик в блоке 11 выполняется оценка коэффициента несинусоидальности напряжения в ЭЭС с фильтрами, с учетом коммутационных ВЧ колебаний, вызванных работой ПП.

В условном блоке 12 сравниваются заданные в блоке 1 и полученные в блоке 11 показатели качества электроэнергии судовой ЭЭС и принимается решение о необходимости дальнейшего снижения уровня ЭМП.

При положительном решении («да») происходит возврат к блоку 9 и организуется цикл, а при отрицательном («нет») происходит переход в конец алгоритма, что свидетельствует о удовлетворении условий по снижению уровня ЭМП в судовой ЭЭС с ПП.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЧ ПОМЕХ В ЭЭС С ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ПРИ НАЛИЧИИ ПАРАЗИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ

а	б
Рис. Схема замещения (а), фазное напряжение и ток (б) на шинах ГРЩ в судовой с одиночным трехфазным мостовым УВ

Таблица

Аналитические выражения для идеализированных кривых фазного тока и напряжения в системе с трехфазным выпрямителем

Интервал	Раб. вент.	Ток, потребляемый преобразователем	Напряжение на ГРЩ
	5, 6
	5, 6, 1
	6, 1
	6, 1, 2
	1, 2
	1, 2, 3
, .

а	б
Рис. Схема замещения (а), фазное напряжение и ток (б) на шинах ГРЩ в судовой ЭЭС с одиночным двенадцатифазным мостовым УВ

Аналитические выражения для идеализированных кривых фазного тока и напряжения в системе с двенадцатифазным выпрямителем

Интервал	Раб. вент.	Ток потребляемый преобразователем	Напряжение на ГРЩ
	12, 1,2, 3, 4
	1, 2, 3, 4
	1, 2, 3, 4, 5
	2, 3, 4, 5
	2, 3, 4, 5, 6
	3, 4, 5, 6
	3, 4, 5, 6, 7

Продолжение таблицы

	4, 5, 6, 7
	4, 5, 6, 7, 8
	5, 6, 7, 8

Схемы замещения управляемых выпрямителей и определение параметров коммутационных высокочастотных колебаний

Рис Схема замещения судовой ЭЭС с УВ для расчета коммутационных процессов с учетом собственных емкостей
а	б
в
Рис. Схемы замещения системы СГ–УВ для расчета коммутационных процессов с учетом собственных емкостей: а – при включении вентиля VD3; б – при выключении вентиля VD1; в – для расчета свободных составляющих

При включении вентиля

; ;

при выключении

; ,

где – амплитуда линейной ЭДС питающей сети.

.

При включении вентилей

; ,

При выключении

; .

Уравнение для свободной составляющей коммутационного переходного процесса в линейном напряжении имеет вид

.

Выражение справедливо при включении и выключении вентиля. Во втором случае обратный ток .

Находя оригинал в случае комплексно-сопряженных корней, имеем:

– при включении вентиля

,

где ; ;

– при выключении вентиля

,

где

; ; .

.

Режим работы управляемых выпрямителей с учетом коммутационных высокочастотных колебаний

Результирующая кривая искажений фазного напряжения определяется выражением

.

Колебательная составляющая напряжения сети, возникающая при выключении вентиля на -м коммутационном участке имеет вид

,

где – скачок напряжения в идеализированном импульсе ;

– коэффициент перенапряжения;

,

;

и – порядки частоты и коэффициента затухания колебаний при выключении вентиля;

– угол, определяющий начало i-го колебания.

.

а	б
Рис. Упрощенные эквивалентные схемы судовых ЭЭС при наличии паразитной емкости и активных потерь в изоляции кабеля: а – с шестифазным УВ, б – с эквивалентным двенадцатифазным УВ
а	б
в
Рис. Кривые: а, б – фазных напряжений на шинах ЭЭС с трех – и двенадцатифазным УВ; в – идеализированной и колебательной составляющих

Колебательная составляющая напряжения сети, возникающая при включении вентиля на -м коммутационном участке имеет вид

,

где – скачок напряжения в идеализированном импульсе при включении вентиля;

;

и – порядки частоты и коэффициента затухания колебаний при включении вентиля;

– угол, определяющий начало -го колебания;

– угол, характеризующий изменение начальной фазы колебания в зависимости от степени перенапряжения;

,

– коэффициент перенапряжения.

Значения скачков напряжения при включении и выключении вентиля, где при выключении вентиля принимается равной нулю.

,

где знак «+» соответствует значениям , а знак «–» – .

Идеализированные искажения определяются индивидуально для каждого коммутационного интервала.

Результирующая кривая искаженного фазного напряжения описывается выражением

Основные аналитические выражения для расчета кривых фазных напряжений на шинах судовых ЭЭС с трехфазным и двенадцатифазным УВ

Гармоники и коэффициент несинусоидальности напряжения в системах с управляемыми выпрямителями