По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 62-52:621.3

Микроконтроллерное управление в выпрямительно-зарядных устройствах и инверторах

Бычков Е. В. канд. техн. наук, доцент, Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, г. Нижний Новгород
Васенин А. Б. аспирант, Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, г. Нижний Новгород

Рассмотрено современное состояние развития систем бесперебойного питания с использованием инверторов и выпрямительно-зарядных устройств на основе схем импульсных преобразователей напряжения или тока. Показано, что развитие аппаратной базы систем силовой электроники и микроконтроллеров расширило возможности в построении принципиально новых источников питания большой мощности. Реализация современных методов мониторинга и управления позволяет не только повысить надежность всей системы оперативного постоянного тока объекта, но и значительно продлить срок службы элементов этой системы.

Литература:

1. Васенин А.Б., Крюков О.В., Серебряков А.В., Плехов А.С. АСУ систем электроснабжения на принципах SmartGrid для объектов магистральных газопроводов // Автоматизация в промышленности. – 2012. – № 4. – С. 36–38.

2. Пужайло А.Ф. и др. Энергосбережение и автоматизация электрооборудования компрессорных станций / Под ред. д-ра техн. наук О.В. Крюкова. – Н. Новгород: Вектор ТиС, 2010.

3. Крюков О.В., Киянов Н.В. Электрооборудование и автоматизация водооборотных систем предприятий с вентиляторными градирнями: монография. – Н. Новгород: НГТУ, 2007. – 260 с.

4. Babichev S.A., Kryukov O.V., Titov V.G. Automated safety system for electric driving gas pumping units // Russian Electrical Engineering. – 2010. – V. 81. – N 12. – P. 649–655.

5. Серебряков А.В., Крюков О.В. Интеллектуальные энергетические установки для автономных систем электроснабжения. – Н. Новгород: НГТУ, 2014. – 135 с.

6. Аникин Д.А., Рубцова И.Е., Киянов Н.В. Проектирование систем управления электроприводными ГПА // Газовая промышленность. – 2009. – № 2. – С. 44–47.

7. Крюков О.В., Васенин А.Б., Серебряков А.В. Экспериментальный стенд электромеханической части энергетической установки // Приводная техника. – 2012. – №4. – С. 2–11.

8. Милов В.Р., Суслов Б.А., Крюков О.В. Интеллектуализация поддержки управленческих решений в газовой отрасли // Автоматизация в промышленности. – 2009. – № 12. – С. 16–20.

9. Милов В.Р., Шалашов И.В., Крюков О.В. Процедуры прогнозирования и принятия решений системе технического обслуживания и ремонта // Автоматизация в промышленности. – 2010. – № 8. – С. 47–49.

10. Крюков О.В. Интеллектуальные электроприводы с IT-алгоритмами // Автоматизация в промышленности. – 2008. – № 6. – С. 36–39.

11. Крюков О.В., Серебряков А.В. Метод и система принятия решений по прогнозированию технического состояния электроприводных ГПА // Электротехнические системы и комплексы. – 2015. – № 4 (29). – С. 35–38.

12. Степанов С.Е., Крюков О.В., Плехов А.С. Принципы автоматического управления возбуждением синхронных машин газокомпрессорных станций // Автоматизация в промышленности. – 2010. – № 6. – С. 29–31.

13. Серебряков А.В., Крюков О.В. О новых возможностях технологий SmartGrid // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2013. – № 2. – С. 47–48.

14. Крюков О.В., Степанов С.Е. Повышение устойчивости работы электроприводов центробежных нагнетателей на компрессорных станциях ОАО «Газпром» // Газовая промышленность. – 2014. – № 8 (710). – С. 50–56.

15. Крюков О.В., Титов В.В. Разработка АСУ автономными энергетическими установками //Автоматизация в промышленности. – 2009. – № 4. – С. 35–37.

16. Крюков О.В. Частотное регулирование производительности электроприводных ГПА // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2014. – № 6. – С. 39–43.

17. Крюков О.В. Регулирование производительности ЭГПА преобразователями частоты // Компрессорная техника и пневматика. – 2013. – № 3. – С. 21–24.

18. Крюков О.В., Серебряков А.В., Васенин А.Б. Диагностика электромеханической части энергетических установок // Електромеханiчнi Iенергозберiгаючi системи. 2012. – № 3 (19). – С. 549–552.

19. Серебряков А.В., Крюков О.В., Васенин А.Б. Нечеткие модели и алгоритмы управления энергетическими установками // В сб.: Материалы конференции «Управление в технических, эргодических, организационных и сетевых системах» / Под ред. С.Н. Васильева. – 2012. – С. 467–469.

20. Крюков О.В., Краснов Д.В. Перспективы применения ПЧ для регулирования производительности ЭГПА // Газовая промышленность. – 2014. – № 6. – С. 86–89.

21. Бабичев С.А., Захаров П.А., Крюков О.В. Мониторинг технического состояния приводных электродвигателей ГПА // Контроль. Диагностика. – 2009. – № 7. – С. 33–39.

22. Крюков О.В., Степанов С.Е., Титов В.Г. Встроенные системы мониторинга технического состояния электроприводов для энергетической безопасности транспорта газа // Энергобезопасность и энергосбережение. – 2012. – № 2. – С. 5–10.

23. Крюков О.В. Встроенная система диагностирования и прогнозирования работы асинхронных электроприводов // Изв. вузов. Электромеханика. – 2005. – № 6. – С. 43–46.

24. Kryukov O.V., Serebryakov A.V. A system of online diagnostics of the technical condition of wind power plants. Russian Electrical Engineering. – 2015. – V. 86. – N 4. – P. 208–212.

25. Серебряков А.В., Крюков О.В. Оптимизация управления автономными энергетическими установками в условиях стохастических возмущений // Промышленная энергетика. – 2013. – № 5. – С. 45–49.

26. Захаров П.А., Крюков О.В. Принципы инвариантного управления электроприводами газотранспортных систем при случайных возмущениях // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. – 2008. – № 2. – С. 98–103.

27. Kryukov O.V. Intelligent electric drives with IT algorithms // Automation and Remote Control. – 2013. – V. 74. – N 6. – P. 1043– 1048.

В настоящее время во всех отраслях промышленности и устройствах бытовой техники имеются электрические потребители, которые должны быть защищены резервной системой электропитания от исчезновения напряжения в сети [1–4]. Традиционно на протяжении многих лет для этого применяются выпрямительные и инверторные приборы с параллельно включенными аккумуляторными батареями, образующие систему постоянного тока [5–7]. Надежная работа систем постоянного тока является определяющим условием надежного функционирования технологических процессов в нефтегазовой отрасли, включая объекты добычи, транспорта, переработки и хранения газа, живучести опасных производственных объектов в аварийных и нештатных ситуациях [8–11].

В результате бурного развития силовой электроники и появления новых полупроводниковых элементов, таких как IGBT-транзисторы, сверхбыстрые выпрямительные FRED-диоды с мягким восстановлением запирающих свойств и аналогичных по характеристикам других модулей [12–14], открылись новые возможности в построении принципиально новых источников питания большой мощности для систем постоянного тока.

Вследствие этого значительная часть инверторов и выпрямительно-зарядных устройств в настоящее время конструируется на основе схем импульсных преобразователей напряжения или тока [15–17].

В первую очередь это обусловлено более высоким коэффициентом полезного действия (КПД) таких устройств по сравнению с линейными источниками питания, а также более высокими удельными характеристиками: меньшей массой и физическим объемом источника при большей передаваемой мощности [18–20]. На объектах повышенной опасности можно более адекватно в режиме on-line контролировать и прогнозировать техническое состояние электрооборудования [21–24] при наличии стохастических возмущений технологического и природного характера [25–27].

Составной частью многих источников питания является полу-мостовой элемент, состоящий из двух силовых транзисторов, работающих в ключевом режиме, с обвязкой из обратных диодов. Регулирование и стабилизация выходного напряжения или тока осуществляется путем модуляции входного напряжения с помощью двухпозиционного ключевого элемента (на практике обычно это либо транзистор и диод, как показано на рис. 1, либо два транзистора).

Для Цитирования:
Бычков Е. В., Васенин А. Б., Микроконтроллерное управление в выпрямительно-зарядных устройствах и инверторах. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2018;10.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: