Способы снижения уровня электромагнитных помех статических преобразователей электроэнергии

Статические преобразователи электроэнергии (СПЭ) применяются в системах электроснабжения объектов АПК. Нелинейные силовые полупроводниковые приборы СПЭ во время коммутации создают электромагнитные помехи, которые распространяются по силовым цепям и цепям управления. Помехи приводят к нарушению работы систем управления и защиты энергосистем, выполненных на базе микропроцессорной техники, ухудшению характеристики электротехнических устройств, подключенных к СПЭ, и самих статических преобразователей. Ввиду недостаточной систематизации причин возникновения электромагнитных помех и усложненной методики их расчета затруднена разработка энергоэффективных способов снижения уровня помех СПЭ. Цель исследований – предложить способы и структурно-схемные решения статических преобразователей электроэнергии с пониженным уровнем электромагнитных помех с учетом причин их возникновения. В результате анализа выделили три группы причин возникновения электромагнитных помех по воздействию возмущений, создаваемых источниками электроэнергии, силовыми цепями и системами управления преобразователей. Предложили методику упрощенного расчета напряжения уровня электромагнитных помех, основанной на расчете эквивалентных электрических схем источников помех. Из рассмотренных способов снижения уровня помех предложили наиболее эффективные и реализующие их структурно-схемные решения СПЭ. Установили, что применение трансформаторов со средней точкой и вращающимся магнитным полем позволяет уменьшить количество силовых полупроводниковых приборов (основных источников помех). Результаты данных исследований повысят эффективность предпроектных работ по разработке статических преобразователей электроэнергии с пониженным уровнем электромагнитных помех.

1. Григораш О.В., Оськин С.В., Денисенко Е.А. и др. Мобильные ветро-солнечные электростанции: состояние, перспективы и особенности проектирования // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика». 2023. Т. 23, № 1. С. 48-55. https://doi.org/10.14529/power230105

2. Yuan L., Zhang J., Liang Z. et al. EMI challenges in modern power electronic-based converters: recent advances and mitigation techniques. Frontiers in Electronics. 2023;4:1274258. https://doi.org/10.3389/felec.2023.1274258

3. Гизатуллин З.М., Мубараков Р.Р. Анализ излучаемых электромагнитных помех от преобразователей электроэнергии в условиях эксплуатации // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2022. Т. 14, № 2 (54). С. 29-39. EDN: QOAGMA

4. Кечиев Л.Н., Любомудров А.А., Сахаров М.В. и др. Проблемы конструирования электронной аппаратуры с учeтом электромагнитной совместимости // Технологии электромагнитной совместимости. 2020. № 1. C. 18-30. EDN: PPCCZJ

5. Робертс С., Рентюк В. Взгляд на обеспечение требований по ЭМС со стороны блоков питания // Силовая электроника. 2019. № 4 (79). С. 50-53. EDN: BKWHNF

6. Нормов Д.А., Белов С.И., Цедяков А.А. Интеграция Rural smart grids в централизованную электрическую сеть в России // Интеллектуальные системы в аграрном и строительном комплексе: Сборник материалов Международной научно-практической конференции, Орел, 3-4 декабря 2024 г. Орел: Орловский государственный аграрный университет им. Н.В. Парахина, 2024. С. 376-384. EDN: SSDVBO

7. Ali Abou-Elnour. Modeling and characterization of a smart two-direction MOSFET magnetic sensor. Proceedings. SPIE6166, Smart Structures and Materials 2006: Modeling, Signal Processing, and Control. 2006:61660I (27 March 2006). https://doi.org/10.1117/12.639154

8. Григораш О.В., Коломейцев А.Э., Джибо С. Электромагнитная совместимость функциональных элементов автономных систем электроснабжения // Сельский механизатор. 2021. № 1. С. 32-33. EDN: YLWESP

9. Жданкин В. Подавление электромагнитных помех во входных цепях преобразователей постоянного напряжения // Компоненты и технологии. 2016. № 11. С. 86-98. EDN: ZRTEZT