Электромагнитная совместимость в цеховых системах электроснабжения при наличии электроприемников с нелинейными вольт-амперными характеристиками

Лимаров, Денис Сергеевич

Введение ……………………………………………………………………. 4
Глава 1. Анализ проблемы электромагнитной совместимости в цеховых
системах электроснабжения с электроприемниками с нелинейными вольт-
амперными характеристиками ………………………………………………… 10
1.1. Анализ объекта исследования как источника высших гармоник
тока и напряжения…………………………………………………………… 10
1.2. Электромагнитная совместимость в цеховых системах
электроснабжения и качество электроэнергии ……………………………. 14
1.3. Методы и средства решения проблем, связанных с
возникновением высших гармонических составляющих токов и
напряжений …………………………………………………………………… 19
Глава 2. Оценка гармонического состава токов и напряжений в цеховых
системах электроснабжения с частотным крановым электроприводом…… 27
2.1. Экспериментальная оценка основных показателей качества
электроэнергии в цеховых системах электроснабжения…………………….. 27
2.2. Разработка имитационной модели цеховой системы
электроснабжения в пакете Matlab…………………………………………… 36
2.3. Сравнительный анализ основных показателей электромагнитной
совместимости крановых электроприводов с цеховой системой
электроснабжения…………………………………………………………… 57
Глава 3. Разработка системы управления активным
фильтром………………………………………………………………………. 63
3.1. Обоснование и выбор системы управления активным
фильтром………………………………………………………………………. 63
3.2. Реализация системы управления активным фильтром на базе
нечеткой логики……………………………………………………………… 73
3.3. Моделирование системы управления активным фильтром на
базе нечеткой логики в среде Matlab Simulink……………………………… 84
Глава 4. Расчет и моделирование режимов работы цеховой системы 93
электроснабжения с активного фильтра гармоник…………………………
4.1. Расчет основных параметров активного фильтра гармоник……… 93
4.2. Моделирование цеховой системы электроснабжения с
электроприемниками с нелинейными вольт-амперными
характеристиками……………………………………………………………. 97
4.3. Разработка алгоритма работы СУ АФГ на базе нечеткой логики
для реального фильтра……………………………………………………….. 115
4.4. Экономическая оценка эффективности внедрения и
использования АФГ…………………………………………………………. 128
Заключение .………………………………………………………………… 131
Список литературы ……………………………………………………… 132
Приложения ……………………………………………………………… 143
Приложение 1. Программа экспериментальных исследований
электромагнитной совместимости в низковольтной сети 0,4 кВ при
работе мостового однобалочного электрического крана,
грузоподъемностью 15 тонн……………………….………………………… 143
Приложение 2. Протокол №1 измерений гармонического состава
напряжения и тока, активной и реактивной потребляемой мощности на
входе преобразователя частоты VFS11-4075. Протокол №2 измерений
гармонического состава напряжения и тока, активной и реактивной
потребляемой мощности на входе преобразователя частоты VFS11-4055.
Протокол №3 измерений гармонического состава напряжения и тока,
активной и реактивной потребляемой мощности на входе
преобразователя частоты VFS11-4055…………………………………….. 148
Приложение 3. Акт внедрения результатов кандидатской
диссертационной работы…………………………………………………….. 173
Приложение 4. Исходный код программы управления фаззи-регулятором
для СУ АФГ на базе нечеткой логики……………………………………….. 175

Актуальность проблемы. На современных промышленных
предприятиях Российской Федерации к общей шине цеховых систем
электроснабжения подключается значительное число электроприемников с
нелинейными вольт-амперными характеристиками. Это регулируемый
электропривод динамических нагнетателей, металлорежущих станков,
крановых механизмов. Так как электроприемники с нелинейными

1. Проанализированы особенности работы электроприемников с
нелинейными вольт-амперными характеристиками, на примере крановых
механизмов, как источника генерирования в цеховую систему
электроснабжения высших гармоник тока и напряжения. Выявлено, что
уровень гармоник зависит от работы крановых механизмов в динамических
режимах, которые могут составлять до 60% за 1 цикл технологических
операций крана.
2. Экспериментально, имитационно и аналитически подтверждено
наличие высших гармонических составляющих тока и напряжения в цеховой
системе электроснабжения, к которой подключены электроприемники с
нелинейной вольт-амперной характеристикой (на примере однобалочного
мостового крана). При этом уровень электромагнитной совместимости не
соответствует требованию стандарта.
3. Обосновано применение АФГ для компенсации высших
гармонических составляющих тока и напряжения в цеховой системе
электроснабжения с подключением электроприемников с нелинейными
вольт-амперными характеристиками как технического решения, для
обеспечения нормируемого уровня ЭМС.
4. Разработана и программно реализована методика построения системы
управления АФГ на базе нечеткого вывода. При этом, определены входные и
выходная лингвистические переменные, сформирована база правил на
основании математической статистки и экспертных оценок. Применение
АФГ с системой управления на базе нечеткой логики позволяет в полной
мере эффективно решить проблему ЭМС в цеховой системе
электроснабжения, к которой подключены электроприемники с нелинейной
вольт-амперной характеристикой и придает разработанной методике
научную и практическую ценность.
5. Сформирован алгоритм для аналитического расчета функций
принадлежностей входных и выходной лингвистических переменных
нечеткого регулятора (фаззи-регулятор) в виде алгоритмов и программного
кода для контроллера в СУ АФГ.
6. Использование СУ АФГ, построенной на базе нечеткой логики
позволяет сократить число датчиков тока до одного в любой фазе системы
электроснабжения крановых механизмов, что повышает
помехозащищенность измерительной информации и одновременно снижает
стоимость установки АФГ.
7. Произведена экономическая оценка эффективности использования
АФГ с СУ, построенной на базе нечеткой логики, для обеспечения
стандартного уровня ЭМС в цеховой системе электроснабжения, к которой
подключены электроприемники с нелинейной вольт-амперной
характеристикой. Срок окупаемости при установке АФГ не превышает 1.8
года при капитальных затратах в ценах 2015 года около 500 тысяч рублей.
8. Разработанная модель АФГ, построенная на базе нечеткого вывода,
предложена для внедрения в систему электроснабжения мостового
однобалочного крана «ООО Цитробел» г. Белгорода, грузоподъемностью 15
тонн и результаты внедрения подтверждаются актом, утвержденным
главным инженером ООО «Цитробел» г. Белгород (15 июня 2015 г).
Результаты работы, также могут быть использованы в учебном процессе
энергетического института БГТУ им. В.Г. Шухова в курсах «Силовая
электроника» и «Качество электроэнергии».

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Оценка и обеспечение эффективности воздушных электрических сетей напряжением 20 кВ
    📅 2022год
    🏢 ФГБУН Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук