Реєстраційний номер
0525U000144, Докторська дисертація
На здобуття
Доктор технічних наук
Дата захисту
05-04-2025
Статус
Захищена
Назва роботи
Електроенергетичні системи суден з потужними напівпровідниковими пропульсивними комплексами
Здобувач
Жук Дмитро Олександрович, к.т.н.
Опонент Денисов Юрій Олександрович
Опонент Шаповал Іван Андрійович
Опонент Бушер Віктор Володимирович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського
Опис
В дисертаційній роботі вирішується важлива науково-прикладна проблема забезпечення якості електроенергії (ЯЕ) в суднових електроенергетичних системах з потужними напівпровідниковими пропульсивними комплексами (НПК) засобами загальносистемних швидкодіючих пристроїв для ефективної керованої компенсації реактивної потужності та одночасного ефективного послаблення гармонічних спотворень напруги і струму мережі. Низька ЯЕ, спричинена впливом потужних НПК на спотворення напруги і струму та споживання реактивної потужності в таких системах, несприятливо діє на експлуатацію і безпеку судна із ризиками аварій і катастроф. Визначено напрями удосконалення засобів забезпечення ЯЕ
в інтегрованих суднових електроенергетичних системах з НПК відповідно вимогам морських стандартів на основі багатофункціональних загальносистемних керованих фільтрокомпенсуючих пристроїв, що надає можливість ефективної компенсації реактивної потужності при одночасному зменшенні до необхідних меж рівня гармонічних спотворень та інваріантності до девіацій напруги і частоти мережі.
Розроблено нову математичну модель квазіусталених електромагнітних процесів у колах змінного струму шестипульсного некерованого вхідного випрямляча перетворювача частоти у складі асинхронного пропульсивного електроприводу за умови ідеально згладженої випрямленої напруги на ємнісному фільтрі із врахуванням режимів переривчастого та безперервного випрямленого струму, що дало змогу визначити універсальні зовнішню та навантажувальну характеристики випрямляча. Визначено узагальнені аналітичні вирази для окремих та інтегрального показників гармонічних спотворень вхідної напруги, інтегральних енергетичних характеристик такого випрямляча, які враховують весь спектр гармонік в режимах переривчастого і безперервного випрямленого струму. На базі метода окремих складових і перетворення Лапласа розроблено нову математичну модель автономної мережі, що живить шести- або дванадцятипульсний вхідний тиристорний перетворювач з мережевим Г-подібним LC-фільтром і згладженим випрямленим струмом у складі перетворювача частоти синхронного пропульсивного електроприводу, яка враховує взаємовплив мережі, фільтра, режимів роботи перетворювача. За результатами аналізу усталених електромагнітних процесів в такій системі на базі перетворення Фур’є та рівності Парсеваля визначено аналітичні вирази для інтегрального коефіцієнту гармонічних спотворень напруги мережі , що враховують весь гармонічний спектр, та коефіцієнту спотворень по окремим гармонікам .
Вперше розроблено принцип побудови керованого фільтрокомпенсуючого пристрою на базі з’єднання силового резонансного фільтра і керованого реакторного компенсатора з ШІР для ефективної компенсації реактивної потужності та одночасного зниження рівня гармонік у системах з напівпровідниковими пропульсивними електроприводами, без створення додаткових резонансів і завад. Розроблено нову розрахункову модель такого фільтра в одно- та дволанковому варіантах, що дає змогу оцінювати їх ефективність при відхиленнях частоти мережі і різних типах вхідних випрямлячів у складі пропульсивних електроприводів, підключених до систем. Вперше розроблено методологію компенсації реактивної потужності у суднових електроенергетичних системах з декількома напівпровідниковими пропульсивними електроприводами, незалежно від джерела її походження, на базі спостерігача з давачами струму і напруги генератора. Розроблено нові моделі і здійснено перевірку ефективності керованого фільтрокомпесуючого пристрою у складі самохідного плавкрана з НПК із додатковим врахуванням паразитних параметрів ділянок кабельних ліній.
Результати дисертації використано у навчальному процесі та на виробництві.
Ключові слова: електроенергетична система, перетворювач частоти, реактивна потужність, спотворення напруги, керований фільтрокомпенсуючий пристрій.
Дата реєстрації
2025-03-19
Додано/оновлено в НРАТ
2025-03-19 / 2026-07-01
