Наиболее чувствительными к колебаниям частоты считаются управляемые выпрямители, так как их концепции управления напрямую объединены с питающими сетями. На сегодня задачи анализа влияния колебаний частоты на качество выпрямленного напряжения изучены недостаточно, а проблемы компенсации такого влияния вообще не решены. Поэтому задачи этих исследований – влияния колебаний частоты электроэнергии автономных электроэнергетических систем с газовыми двигателями на качественные показатели статических преобразователей – актуальны. Целью работы является исследование влияния колебаний частоты автономных электроэнергетических систем (судовых с газовыми двигателями) на характеристики качества напряжения управляемых выпрямителей, также создание аппаратно-программных систем, специализированных с целью уменьшения воздействия колебаний частоты на выпрямляемое напряжение. Объект исследования: судовая автономная электроэнергетическая система с газовыми приводными двигателями на мощности до 2000 кВт. Предметом исследования являются способы снижения влияния колебаний частоты автономных электроэнергетических систем (судовых с газовыми двигателями) на качественные показатели выходного напряжения управляемых выпрямителей. Методы исследования: чтобы решить поставленные задачи, применялись основные принципы теории Марковских процессов, методы теории случайных процессов. С целью исследования воздействий колебаний частоты применялся метод функции комплексной переменной. Для воздействий колебаний частоты на выпрямляемое напряжение замкнутых вентильных систем применялись методы ЛАЧХ и ЛФЧХ совместно с теорией случайных процессов. При проверке теоретических исследований применялось моделирование процессов в Matlab-Simulink, взаимодействуя с исследованиями экспериментального характера. Вследствие исследований определено, что специализированные системы импульсно-фазового управления позволяют обеспечить сокращение воздействия колебаний частоты до требуемых значений, но приводят к определенному усложнению систем управления выпрямителями.
Controllable rectifiers are considered to be the most sensitive to frequency fluctuations, as their control concepts are directly connected to the mains supply. To date, the problems of analyzing the effect of frequency fluctuations on the quality of the rectified voltage have not been studied enough, and the problems of compensating for such an effect have not been solved at all. There-fore, the tasks of these studies – the influence of fluctuations in the frequency of electricity of autonomous electric power systems with gas engines on the quality indicators of static converters are relevant. The aim of the work is to study the influence of frequency fluctuations of autono-mous electric power systems (ship with gas engines) on the characteristics of the voltage quality of controlled rectifiers, as well as the creation of hardware and software systems specialized in order to reduce the effect of frequency fluctuations on the rectified voltage. Object of research: a ship’s autonomous electric power system with gas drive engines at a power of up to 2000 kW. The subject of the research is the ways to reduce the influence of frequency fluctuations of au-tonomous electric power systems (ship with gas engines) on the quality indicators of the output voltage of controlled rectifiers. Research methods: to solve the set tasks, the basic principles of the theory of Markov processes, methods of the theory of random processes were applied. The complex variable function method was used to study the effects of frequency fluctuations. For the effects of frequency fluctuations on the rectified voltage of closed valve systems, the meth-ods of LAPH and LPFH were used in combination with the theory of random processes. When checking theoretical studies, the modeling of processes in Matlab-Simulink was applied, interact-ing with research of an experimental nature. As a result of research, it has been determined that specialized systems of pulse-phase control can ensure the reduction of the effect of frequency fluctuations to the required values, but lead to a certain complication of rectifier control systems.
1. Бородин И.Ф. Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления (ССУЗ). М.: КолосС, 2006. 352 c.
2. Савостин А.А., Риттер Д.В., Савостина Г.В., Кошеков А.К. Сравнительный анализ алгоритмов устранения низкочастотной помехи электрокардиосигнала // Измерительная техника. 2018. № 7. С. 66–70.
3. Ботуз С. Интеллектуальные интерактивные системы и технологии управления удаленным доступом: учебное пособие. М.: Солон-пресс, 2014. 340 c.
4. Доровской В.А., Черный С.Г., Железняк А.А., Бордюг А.С. Анализ методов подавления низкочастотных помех выпрямленного напряжения // Энергобезопасность и энергосбережение. 2019. № 6. С. 45–48.
5. Корнилов М.В., Сысоев И.В. Оценка работоспособности метода причинности по Грейнджеру для выявления однонаправленной связи при наличии общей внешней низкочастотной помехи // Нелинейная динамика. 2017. Т. 13. № 3. С. 349–362.
6. Варжапетян А.Г., Глущенко В.В. Системы управления: исследование и компьютерное проектирование. М.: Вузовская книга, 2012. 328 c.
7. Прохоренков А. Системы управления судовыми энергетическими процессами. М.: Моркнига, 2017. 443 c.
8. Бухалев В.А., Болдинов В.А. Фильтрация сигналов при низкочастотных помехах в измерительно-информационных системах беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2017. № 97. С. 12.
9. Ощепков А.Ю. Системы автоматического управления: теория, применение, моделирование в MATLAB: учебное пособие. СПб.: Лань, 2013. 208 c.
10. Соболев А.С., Вынгра А.В., Черный С.Г. Разработка имитационной модели активного фильтра для морских интеллектуальных транспортных систем // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. 2021. № 2. С. 90–98.
11. Чёрный С.Г., Ерофеев П.А., Доровской В.А., Будник В.Ю. Разработка алгоритмов идентификации образов сигналов и объектов на морском транспорте // Судостроение. 2021. № 1 (854). С. 50–54.
12. Вынгра А.В., Черный С.Г., Соболев А.С. Активный фильтр последовательного типа для компенсации воздействий периодической нагрузки электродвигателей // Производственные технологии в судостроении – вопросы информатизации (ПТС ВИ-2021): труды Первой отраслевой научно-практической конференции. АО «Центр технологии судостроения и судоремонта». НТФ «Судотехнология»; АО «ЦТСС», 2021. С. 60–63.
13. Вынгра А.В., Черный С.Г., Новак Б.П., Ерофеев П.А. Разработка компонентов системы управления нейро-структурного регулятора для контроля энергетических процессов // Системы управления и обработки информации. 2020. № 4 (51). С. 27–37.
14. Черный С.Г., Новак Б.П., Доровской В.А., Дегтярев А.В. Интроспективный анализ условий возникновения информационно сложных ситуаций // Актуальные проблемы морской энергетики: материалы Девятой международной научно-технической конференции. 2020. С. 416–419.