Особенности применения полупроводниковых преобразователей в судовых электроустановках

Успешное использование статических (полупроводниковых) преобразователей в судовых электроэнергетических установках невозможно без учета ряда особенностей, характерных для судовых условий. Основная из них состоит в том, что достаточно часто мощности преобразовательных устройств и судовой электростанции соизмеримы. В результате возникает взаимодействие между преобразователями и сетью, приводящее к определенным нежелательным последствиям: искажению напряжения сети, увеличению потерь в генераторах и кабельных линиях, снижению коэффициента мощности электроэнергетической установки, увеличению гармоник выпрямленного напряжения и т. д.
Другой важной особенностью является существенное влияние несимметрии в судовых преобразовательных устройствах на их характеристики и режим работы. В частности, несимметрия напряжений сети и управления служит причиной возбуждения в выпрямленном напряжении неканонических гармоник. Существуют определенные особенности, обусловленные требованиями к снижению габаритов и массы, повышению надежности электрооборудования, а также схемных решений и характеристик судовых преобразователей по отдельным областям применения.
В настоящей книге предпринята попытка осветить указанные вопросы. Сначала изложены принципы построения и работы судовых преобразовательных устройств - выпрямителей, широтно-импульсных преобразователей, инверторов, преобразователей частоты и систем управления ими. Затем рассматриваются схемы, параметры, характеристики, их особенности по областям применения; при этом главное внимание уделяется преобразователям, разработанным в последние годы.
Изложены инженерные методы расчета гармоник тока и напряжения в сети, добавочных потерь в генераторах, коэффициента мощности преобразователей, гармоник выпрямленного напряжения и тока при наличии и отсутствии искажения формы напряжения сети. Значительное место уделено несимметрии в судовых преобразовательных схемах. Выполнен анализ и разработаны методы расчета неканонических гармоник выпрямленного напряжения при различных принципах управления преобразователями; приведены схемы наиболее эффективных сглаживающих фильтров.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, занятых проектированием, монтажом, наладкой и эксплуатацией судового электрооборудования, а также может быть полезна аспирантам и студентам старших курсов кораблестроительных вузов.

Оглавление
Предисловие
Глава 1. Принципы построения схем судовых статических преобразователей
1.1. Назначение, способы регулирования и составные элементы судовых полупроводниковых выпрямителей
1.2. Схемы выпрямления, применяемые в судовых электроустановках
1.3. Режимы работы и внешняя характеристика выпрямителя
1.4. Широтно-импульсные преобразователи
1.5. Инверторы и преобразователи частоты
Глава 2. Системы управления судовыми тиристорными преобразователями
2.1. Принципы построения систем фазового управления преобразователями
2.2. Магнитополупроводниковые системы фазового управления
2.3. Полупроводниковые системы фазового управления
2.4. Одноканальные системы фазового управления
2.5. Применение логических элементов в системах управления тиристорными преобразователями
Глава 3. Статические преобразователи для питания судовой силовой нагрузки
3.1. Выпрямители общего назначения
3.2. Зарядные и зарядно-силовые выпрямительные агрегаты
3.3. Сварочные выпрямительные агрегаты
3.4. Выпрямители для питания систем катодной защиты корпуса судна
3.5. Выпрямители для питания систем возбуждения судовых электрических машин
3.6. Преобразователи для валогенераторных установок
Глава 4. Статические преобразователи в судовом электроприводе
4.1. Принципы построения схем полупроводниковых преобразователей для управления приводом постоянного тока
4.2. Принципы управления преобразователями
4.3. Характеристики преобразователей в электроприводе
4.4. Выпрямители для управления электроприводом якорно-швартовных устройств
4.5. Выпрямители для управления электроприводом судовых грузоподъемных механизмов
4.6. Преобразователи частоты для управления электроприводом судовых грузоподъемных механизмов
4.7. Выпрямители для управления электроприводом траловых лебедок
4.8. Выпрямители для питания приводов с большим статическим моментом
4.9. Выпрямители для ГЭУ двойного рода тока
Глава 5. Взаимное влияние преобразователей и судовой сети
5.1. Гармонический состав потребляемого преобразователями тока
5.2. Высшие гармоники в токе и напряжении судовой сети
5.3. Добавочные потери в синхронных генераторах судовой электростанции и в судовой сети
5.4. Способы снижения высших гармоник в токе и напряжении судовой сети
5.5 составляющие полной мощности в преобразовательных установках
5.6. Влияние искажения напряжения сети на работу преобразователей. Гармонический состав выпрямленного напряжения и тока
Глава 6. Несимметрия в судовых полупроводниковых преобразователях
6.1. Основные виды несимметрии
6.2. Несимметрия напряжений в судовых трехфазных сетях
6.3. Влияние несимметрии напряжений сети на работу СФУ
6.4. Несимметрия управления судовыми тиристорными преобразователями
6.5. Несимметрия в симметричных схемах выпрямления при симметричной системе управляющих импульсов
6.6. Несимметрия в симметричных схемах выпрямления при симметрии углов включения
6.7. Несимметрия в симметричных схемах выпрямления при несимметрии управляющих импульсов и углов включения
6.8. Несимметрия в несимметричных схемах выпрямления
6.9. Влияние несимметрии напряжений сети на выходное напряжение широтноимпульсных преобразователей и преобразователей частоты
6.10. Расчет гармоник напряжения и тока. Сглаживающие фильтры
Заключение
Указатель литературы