Главная
Коллекция "Revolution"
Физика и энергетика
Несимметричные режимы трехфазного преобразователя с коррекцией коэффициента мощности
Несимметричные режимы трехфазного преобразователя с коррекцией коэффициента мощности
Применение двухквадрантного преобразователя с активной коррекцией коэффициента мощности на базе трехфазного мостового инвертора напряжения с широтно-импульсной модуляцией. Способы формирования напряжений инвертора и минимизации коэффициента пульсаций.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.12.2017 |
| Размер файла | 202,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Несимметричные режимы трехфазного преобразователя с коррекцией коэффициента мощности
Чаплыгин Е.Е.
Аннотация
Рассмотрен двухквадрантный преобразователь с активной коррекцией коэффициента мощности на базе трехфазного мостового инвертора напряжения с широтно-импульсной модуляцией. С помощью усредненной и спектральной моделей определено влияние несимметрии сети и фазовых реакторов на составляющие полной мощности на стороне переменного тока и коэффициент пульсаций на стороне постоянного тока, рассмотрены способы формирования напряжений инвертора, обеспечивающие высокие значения коэффициента мощности устройства и минимизацию коэффициента пульсаций.
Постановка задачи. Интенсивная разработка однофазных выпрямителей с активными корректорами коэффициента мощности (ККМ) обусловлена повышением требований к качеству потребляемого преобразователями тока. Применение традиционных трехфазных шестипульсных выпрямителей взамен однофазных позволяет исключить в потребляемом токе гармоники, кратные трем, однако 5-я и 7-я гармоники тока составляют 20% и 13% от основной гармоники соответственно. Улучшение качества потребляемого тока трехфазных преобразователей также может быть достигнуто при применении ККМ [1]. В качестве такого преобразователя может использоваться схема трехфазного мостового инвертора напряжения с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) в выпрямительном режиме. Приведенная схема может осуществлять двухсторонний обмен энергией, т.е. работать как в выпрямительном (передача энергии от сети в цепь постоянного тока), так и в инверторном режимах (передача энергии из цепи постоянного тока в сеть переменного тока), т.е. рассматриваемое устройство является двухквадрантным преобразователем. Возможности полифункционального использования инвертора напряжения были отмечены еще в [2]. В [3] исследованы процессы энергообмена в двухквадрантных преобразователях с ККМ, причем основные зависимости, выведенные для однофазных преобразователей, справедливы и в трехфазных устройствах, работающих в симметричном режиме. Однако в трехфазном преобразователе возможны несимметричные режимы, обусловленные в первую очередь несимметрией напряжений сети переменного тока и отклонением индуктивностей фазовых реакторов схемы рис. 1а от номинальных значений. Исследованию данного вопроса, не затронутого в литературе, посвящена данная работа. Необходимо установить влияние несимметричных режимов на технические показатели устройства и в случае необходимости найти способы формирования сигналов инвертора, обеспечивающих снижение вредного воздействия несимметрии на работу преобразователя.
При анализе считаем напряжение сети синусоидальным, пренебрегаем потерями в реакторах схемы и в инверторе, напряжение на стороне постоянного тока считаем идеально сглаженным. Анализ в равной степени относится как к выпрямительному, так и к инверторному режимам. Для обеспечения работы преобразователя в качестве ККМ напряжение на стороне постоянного тока должно быть больше удвоенной амплитуды сетевого фазового напряжения [1-3].
Схема замещения устройства приведена на рис. 1б. Инвертор напряжения на стороне переменного тока считаем источником э.д.с. uиA, uиB, uиC. Сеть переменного тока может содержать внешнюю по отношению к преобразователю нагрузку (ВН), показанную на рис. 1а пунктиром. При подключении внешней нагрузки по четырехпроводной схеме напряжение сети может содержать не только обратную, но и нулевую последовательность напряжений. Фазовые токи iA, iB, iС, напротив, не могут иметь нулевой последовательности, поскольку преобразователь подключен к сети по трехпроводной схеме.
Спектр напряжений на стороне переменного тока инвертора с ШИМ по синусоидальному закону при частоте коммутации fк = Af >>f, где f -частота сети, содержит основную гармонику с частотой f и гармоники, расположенные вблизи и выше частоты коммутации. При этих условиях основная гармоника равна огибающей усредненной на межкоммутационном интервале величины напряжения uиA (либо uиB, uиC). Анализ вначале проведем на основе метода усредненных значений (в данном случае он идентичен методу основной гармоники), который с высокой точностью позволяет выявить основные закономерности энергетических процессов в преобразователе.
Анализ преобразователя по усредненным составляющим. Напряжения сети переменного тока запишем на основе метода симметричных составляющих:
UA = UAm ;
UB = UBm ;
UC=UCm, (1)
где j = ,
Параметры напряжения сети UA, уA, UB, уB, UC, уC являются функциями вероятностных параметров сети ko, kp, и к.
В симметричной схеме для обеспечения коэффициента мощности 1 фазовые напряжения инвертора должны соответствовать [3]
UиA = Ki Um e -j;
UиB = Ki Um e j(- - 2/3);
UиС = Ki Um e j(- - 4/3), (2)
где коэффициент Ki > 1 определяет активную мощность, передаваемую преобразователем, а угол сдвига
= - arccos(1/Ki) (3а)
в выпрямительном режиме,
= + arccos(1/Ki) (3б)
в инверторном режиме.
По схеме рис. 1б любым тривиальным методом находим фазовые токи:
IA =
IB =
IC = (4)
Углы сдвига фазового тока от напряжения сети определяются
цA = уA - оA;
цB = уB - оB;
цC = уC - оC .
Полная мощность
S = SA +SB + SC = .
Составляющие полной мощности определяются:
Активная мощность
P = PA + PB + PC = .
Реактивная мощность
Q = QA + QB + QC = .
Мощность несимметрии
N=
Определим ток i0, протекающий в цепи постоянного тока. Этот ток может быть записан через фазные токи и переключающие функции ключей инвертора V1, V3, V5 (см. рис. 1a) [4]:
i0 = - (iA F1 + iB F3 + iC F5 ), (5)
где Fi = 1, если ключ Vi проводит ток, Fi = 0, если Vi заперт.
При использовании метода усредненных значений необходимо в этом выражении заменить переключающие функции их усредненными на межкоммутационном интервале значениями, тогда усредненные переключающие функции равны
F1 (t) = (uиА(t) + ЅUп);
F3 (t) = (uиB(t) + ЅUп);
F5 (t) = (uиC(t) + ЅUп), (6)
где Uп - напряжение на стороне постоянного тока.
Кривая мгновенной мощности на стороне постоянного тока p(t) = i0(t)·Uп имеет ту же форму, что и кривая i0(t), пульсации тока обусловлены пульсациями мгновенной мощности.
Несмотря на простоту схемы замещения вывод аналитических зависимостей, связывающих напряжения инвертора (результат работы системы управления) и параметры, характеризующие энергетические процессы в устройстве, затруднен взаимозависимостью всех параметров процесса в преобразователе, поэтому для исследования процессов на основе выражений (1)-(6) реализована усредненная модель преобразователя в базисе MathCad.
Режимы управления преобразователем. Можно осуществить управление преобразователем (формирование напряжений на выходе инвертора на стороне переменного тока) различными способами.
Способ 1.Симметричное управление. При этом напряжения инвертора на стороне переменного тока формируются так же, как при симметрии сети и равенстве индуктивностей фазовых реакторов, т.е. в соответствии с выражениями (2) - (3). Фазовый сдвиг напряжений инвертора ш определяется относительно прямой последовательности фазовых напряжений.
В результате моделирования установлены следующие закономерности:
Активная мощность P, реактивная мощность Q и коэффициент пульсаций тока i0 kп не зависят от параметров несимметрии сети н и к. Мощность несимметрии N (, к) и коэффициент мощности ч заметно зависят от и к и изменяются в ограниченном диапазоне значений (диаграммы составляющих полной мощности приведены на рис. 2а при Ki=1,01, коэффициенты обратной и нулевой последовательностей напряжения сети 4%).
Коэффициент пульсаций kп не зависит от наличия и интенсивности нулевой последовательности напряжений сети.
При регулировании активной мощности (за счет изменения коэффициента Ki в диапазоне Ki = 1,00ч Kiмакс, примем Kiмакс=1,2, при этом P=Pмакс) отмечена сильная зависимость коэффициентов мощности ч и пульсаций kп от передаваемой мощности. На рис. 2б сплошными линиями приведены зависимости минимального коэффициента мощности ч и коэффициента пульсаций kп от передаваемой активной мощности. При расчете коэффициенты обратной и нулевой последовательностей напряжения сети приняты 4%.
Ухудшение параметров преобразователи при снижении передаваемой мощности обусловлено тем, что при уменьшении Ki напряжения прямой последовательности на фазовых реакторах схемы уменьшаются при неизменности напряжений обратной последовательности, поэтому возрастает несимметрия фазовых токов, растет мощность несимметрии N, увеличиваются пульсации на стороне постоянного тока.
Воздействие несимметрии индуктивностей фазовых реакторов исследовано при симметричной сети. При расчете приняты отклонения индуктивности реакторов на ±10%. На рис. 2б пунктиром приведены зависимости коэффициентов мощности и сглаживания от активной мощности, передаваемой преобразователем. Из диаграмм рис. 2б видно, что несимметрия индуктивностей ухудшает показатели преобразователя в меньшей степени, чем несимметрия сети. При снижении мощности несимметрия фазовых токов не изменяется, коэффициент сглаживания изменяется незначительно: kсг = 7,8% при максимальной мощности и kсг = 6,5% при P/Pмакс=0,2.
При одновременном воздействии несимметрии сети и несимметрии фазных индуктивностей возможны режимы, когда негативное воздействие указанных факторов суммируется.
Способ 2. Управление фазовыми токами. При создании ККМ традиционно используются системы с замкнутым контуром управления, контролирующие форму тока сети. При создании трехфазных преобразователей с ККМ возникают существенные ограничения: в системе невозможно сформировать любые заданные токи, поскольку в фазовых токах принципиально не может содержаться нулевая последовательность. Попытки достижения с помощью замкнутых систем управления нереализуемых режимов приведет к неработоспособности устройства.
Рассмотрим две возможные версии способа 2.
Способ 2-а. Фазовые токи повторяют форму фазовых напряжений за исключением в последних составляющих нулевой последовательности. Не представляет труда при известном токе найти требуемые для осуществления данного способа управления напряжения инвертора. При симметрии фазовых реакторов коэффициенты обратной и нулевой последовательностей напряжения сети приняты 4%. При пятикратном изменении активной мощности коэффициент мощности ч?1, коэффициент пульсаций меняется от 16,8% в режиме передачи максимальной мощности до 13,9% при минимальной мощности.
Способ 2-б. Фазовые токи симметричны и синфазны (или противофазны) прямой последовательности фазовых напряжений сети. Сдвиг токов на 180о обеспечивает переход из инверторного режима в выпрямительный.
Рассмотрим вначале работу от несимметричной сети при равенстве индуктивностей фазовых реакторов. Из схемы замещения видно, что для исключения обратной последовательности в фазовых токах достаточно добавить к фазовым напряжения инвертора составляющую, равную по величине и обратную по знаку обратной последовательности сетевого напряжения (это и будет сигнал обратной связи).
Напряжения инвертора при этом
UиA = Ki Um e -j - ;
UиB = Ki Um e j(- - 2/3) - ;
UиС = Ki Um ej (- - 4/3) -. (7)
Исследования на усредненной модели при коэффициентах обратной и нулевой последовательностей напряжения сети 4% показали, что во всем диапазоне изменения передаваемой активной мощности минимальный коэффициент мощности ч = 0,997 (ч зависит от параметров несимметрии сети х и к), а коэффициент пульсаций равен kп = 6,9%. При коэффициентах обратной и нулевой последовательностей напряжения сети, равных 2%, коэффициент пульсаций kп = 3,4%. Можно сделать вывод, что при несимметрии сети способ 2-б является наилучшим из рассмотренных вариантов, незначительно уступая способу 2-а по коэффициенту мощности, он обеспечивает наименьшие пульсации тока i0 во всем диапазоне регулирования активной мощности. На рис. 3а приведены в качестве примера временные диаграммы напряжений инвертора u1A, u1B, u1C,, тонкими линиями показаны напряжения инвертора при реализации управления по способу 1, коэффициенты обратной и нулевой последовательностей напряжения сети 4%, произвольно выбраны фазовые углы
Рассмотрим воздействие несимметрии индуктивностей фазовых реакторов (в расчете индуктивность меняется на ±10%), считая сеть симметричной. Для обеспечения симметрии фазовых токов напряжение обратной связи должно компенсировать падение напряжения при протекании фазового тока на сопротивлении реактора ДX. Тогда напряжения инвертора равны
UиA = Ki Um e -j - ;
UиB = Ki Um e -j( - 2/3) - ;
UиС = Ki Um e -j( - 4/3) - , (8)
где коэффициент w подбирается при активном эксперименте на модели (целевой функцией является симметрия фазовых токов). В результате получаем коэффициент мощности ч ?1, коэффициент пульсаций kп = 2,7%, что лучше данных, полученных при реализации способа 1.
Таким образом, реализация способа управления 2б, обеспечивающего формирование симметричной системы фазовых токов, синфазных (или противофазных) прямой последовательности напряжений сети, позволяет добиться высоких значений коэффициента мощности устройства и наименьших пульсаций тока i0, однако они достаточно велики, хотя и на порядок меньше чем в однофазных ККМ. Очевидно, что при выборе способа управления именно достижение минимального коэффициента сглаживания является наиболее трудной задачей. Рассмотрим возможности дальнейшего снижения kп. преобразователь мощность трехфазный напряжение
Способ 3.Минимизация пульсаций тока i0. Выше было отмечено, что пульсации тока обусловлены пульсациями мгновенной мощности на стороне постоянного тока. Мгновенная мощность на стороне переменного тока ключевой схемы инвертора (без фазовых реакторов) имеет то же значение.
p (t) = iA(t) uиA(t) + iB(t) uиB(t) + iC(t) uиC(t) = i0(t) Uп. (9)
При реализации способа 1 напряжения инвертора U составляют симметричную систему сигналов, фазовые токи I несимметричны и содержат прямую и обратную последовательности. Согласно классической теории мощности [5] при перемножении прямых последовательностей U и I получаем постоянную составляющую мгновенной мощности, пульсации возникают при умножении прямой последовательности U на обратную последовательность I. При реализации способа 2б фазовые токи I симметричны, напряжения инвертора U содержат как прямую, так и обратную последовательности. Пульсации возникают как результат умножения прямой последовательности функции I на обратную последовательность функции U.
Рассмотрим вариант, когда обе функции U и I содержат и прямую, и обратную последовательности. При этом считаем индуктивности фазовых реакторов равными и обладающими сопротивлением X на частоте f. Прямая последовательность напряжений инвертора формируется так же, как в симметричной схеме, т.е. в соответствии с выражениями (2) и (3), поскольку именно прямые последовательности определяют активную мощность и обеспечивают получение высокого коэффициента мощности. Вводим в фазовые напряжения инвертора корректирующий сигнал обратной последовательности, тогда
UиA = Ki Um e-j + kк Um e jй;
UиB = Ki Um ej(- - 2/3)+ kк Um e j(й - 4р/3);
UиС = Ki Um ej(- - 4/3) + kк Um e j(й - 2р/3).
Фазовые токи определяем методом суперпозиции, выделяем вначале прямые, а затем обратные составляющие напряжений сети и инвертора:
IA = [e j(-р/2) + Ki ej(--р/2) + ko ej(х-р/2)+kк ej(й - р/2)];
IB = [e j(-р/2-2р/3) + Ki ej(--р/2-2р/3) + ko ej(х-р/2-4р/3)+kк ej(й - р/2-4р/3)];
IC = [e j(-р/2-4р/3) + Ki ej(--р/2-4р/3) + ko ej(х-р/2-2р/3)+kк ej(й - р/2-2р/3)].
Пульсации мгновенной мощности p возникают при перемножении прямой последовательности одной функции на обратную последовательность другой. Пульсации определяются выражением
Дp = - [
+ , (10)
где и = 2р f t.
Приравняв выражение (10) к нулю, получим
Решив уравнение, можно найти параметры корректирующего сигнала kк и й для любого режима работы преобразователя при любой несимметрии сети.
Покажем это на примере. Рассматривается режим работы сети, когда индуктивности фазовых реакторов равны, а сеть несимметрична: коэффициенты обратной и нулевой последовательностей напряжения сети 4%, произвольно выбраны фазовые углы Для этого режима найдены напряжения инвертора u1A, u1B, u1C, при которых пульсации тока i0 практически отсутствуют, расчет по усредненной модели показал, что коэффициент мощности ч = 0,997. На рис. 3б приведены найденные временные зависимости напряжений инвертора, пунктиром приведены напряжения инвертора при реализации управления по способу 1 и той же активной мощности. Аналогичная оптимизация управления может быть проведена и для любого другого случая несимметрии напряжения сети и/или при неравенстве индуктивностей фазовых реакторов, в последнем случае выражения, описывающие пульсации мгновенной мощности значительно усложняются.
Из сравнения диаграмм рис. 3 а и б видно, что отличия в ходе кривых при реализации способов управления 2б и 3 очень незначительны, несмотря на то, что при реализации способа 3 практически устранены пульсации тока i0. Из этого можно заключить следующее:
пульсации тока i0 очень чувствительны к отклонениям напряжений инвертора;
программное управление (расчет корректирующего сигнала и его генерация инвертором посредством формирования соответствующего сигнала в системе управления) в силу высокой чувствительности схемы не может обеспечить надежное снижение пульсаций тока i0, поэтому способ 3 может быть реализован только на основе работы замкнутого контура управления при контроле за формой тока i0.
Для практической реализации системы управления, реализующей способ 3, требуются детальные и, по-видимому, достаточно трудоемкие исследования. Среди реализуемых способов управления наилучшим является способ 2б.
Спектральное моделирование преобразователя. Анализ по усредненной составляющей позволяет выявить основные закономерности, однако ряд проблем, возникающих при проектировании преобразователя, в частности выбор частоты коммутации ключей, требует применения полных моделей. Спектральные модели [4], базирующиеся на методе переключающих функций, обладают высокой производительностью и точностью при анализе установившихся режимов работы преобразователя.
Спектральная модель трехфазного мостового инвертора с ШИМ описана в [4] и реализована в базисе MathCad. При высокой частоте коммутации (А>30ч50) показатели качества напряжения инвертора на стороне переменного тока не зависят от выбора разновидности ШИМ (ШИМ-1 или ШИМ-2, ШИМ по фронту, по срезу или ШИМ с двухсторонней модуляцией фронта и среза).
Моделируем способ управления 2б в режиме, используемом при построении рис. 3. Реализуем трехфазный ШИМ-2, коэффициент А выбирается кратным 6 для обеспечения симметричности формируемых инвертором напряжений при симметрии напряжения сети и равенстве индуктивностей фазовых реакторов. Управляющие (эталонные) сигналы системы управления инвертора uуA, uуB, uуC пропорциональны напряжениям в выражении (7). Коэффициент модуляции инвертора определяется
Kм = < 1.
Управляющие сигналы системы управления инвертора uуA, uуB, uуC приведены на рис. 4а (в примере А=36, что соответствует частоте коммутации fк = 36·50 Гц =1,8 кГц). Сигнал развертки
r(и) = - 2 arcsin[sin(Aи - р/2)]
также приведен на рис. 4а (в качестве примера рассмотрена симметричная модуляция фронта и среза).
Напряжения инвертора на стороне переменного тока формируются при сравнении управляющего и развертывающего сигналов
uиА(и) = if [r(и) < uуA(и), Uп, 0] - Uп/2;
uиB(и) = if [r(и) < uуB(и), Uп, 0] - Uп/2;
uиC(и) = if [r(и) < uуC(и), Uп, 0] - Uп/2, (11)
где if - обозначение логической операции «если».
Находим разложение напряжений в выражении (11) в ряд Фурье, при этом достаточно найти 1-ю гармонику и ближайшие к частоте коммутации составляющие с номерами k = (A - 6), (A - 4) … (A + 6), поскольку остальные составляющие спектра пренебрежимо малы или не оказывают влияния на формирование токов в силу высокой частоты. Подставляя гармоники напряжения инвертора в схему замещения рис. 1б находим гармонические составляющие тока, суммируя их, определяем временные зависимости фазовых токов схемы, которые приведены на рис. 4в. Ток i0 находим по выражению (5), переключающие функции ключей V1, V3, V5 определяются
F1(и) = if [r(и) < uуA(и), 1, 0];
F3(и) = if [r(и) < uуB(и), 1, 0];
F5(и) = if [r(и) < uуC(и), 1, 0].
Временная диаграмма тока i0 приведена на рис. 4г. Несмотря на амплитудную модуляция тока частотой 6f, разложение в ряд Фурье показывает, что шестая гармоника в токе незначительна, однако присутствует вторая гармоника, обусловленная работой несимметричной сети, что выявлено при исследовании усредненной модели.
Действующие значения напряжений сети и фазовых токов определяются путем интегрирования временных диаграмм, активные мощности фаз равны среднему значению мгновенной мощности. При использовании базиса MathCad для сокращения времени вычислений целесообразно интегрирование заменять суммированием [3].
Рассмотрение диаграмм рис. 4 позволяет убедиться, что реализация способа управления 2б обеспечивает равенство и симметрию основных гармоник фазовых токов преобразователя, фазовые токи синфазны (или противофазны) прямой последовательности сетевого напряжения. Коэффициент мощности в приведенном режиме (Ki = 1,2, P = Pмакс) ч = 0,997, что близко к значениям, полученным при анализе усредненной модели, коэффициент пульсаций kп = 6,9 %.
При снижении активной мощности P показатели преобразователя изменяются, что иллюстрирует таблица.
Таблица
|
A = fк / f |
P / Pмакс |
Ч |
kп %% |
|
|
36 |
1 |
0,997 |
6,9 |
|
|
36 |
0,5 |
0,993 |
6,9 |
|
|
36 |
0,2 |
0,98 |
7,0 |
|
|
144 |
0,2 |
0,997 |
6,9 |
Снижение коэффициента мощности связано с тем, что для уменьшения передаваемой активной мощности, снижается напряжение основной гармоники, прикладываемой к фазовому реактору, при этом напряжение высших гармоник немного возрастает. В результате увеличивается роль высших гармонических в действующем значении фазового тока, коэффициент мощности снижается. При увеличении частоты коммутации fк высшие гармоники в фазовых токах ослабевают, коэффициент мощности соответствует значениям, определенным по усредненной модели. Как указано в [3], выбор частоты коммутации должен диктоваться требованиями к коэффициенту мощности в режиме передачи минимальной активной мощности. Никаких особенностей в выборе частоты коммутации несимметричные режимы не вносят, хотя несимметрия немного снижает значения коэффициента мощности.
Влияние активной мощности и выбора частоты коммутации на коэффициент пульсаций незначительно. При активном эксперименте на спектральной модели подтверждена чрезвычайно сильное влияние погрешностей в формировании напряжений инвертора на стороне переменного тока на коэффициент пульсаций.
Выводы
Несимметрия сети вызывает снижение коэффициента мощности и появление пульсаций с частотой 100 Гц в токе преобразователя i0 на стороне постоянного тока. При формировании инвертором симметричной системы фазовых напряжений (способ управления 1) эти недостатки значительно усугубляются при снижении активной мощности. При неравенстве фазных индуктивностей преобразователя указанные недостатки проявляются слабее. Ток i0 не зависит от нулевой последовательности напряжения сети.
При формировании симметричной системы фазовых токов, синфазных (или противофазных) прямой последовательности фазового напряжения (способ управления 2б) коэффициент мощности и коэффициент пульсаций тока i0 не зависят от активной мощности преобразователя, коэффициент пульсаций равен kп = 6,9% при коэффициенте обратной последовательности напряжения сети 4%. При коэффициенте обратной последовательности 2% kп = 3,4%.
Коэффициент пульсаций очень чувствителен к погрешностям в задании напряжений инвертора на стороне переменного тока.
Выведены зависимости для формирования корректирующего сигнала фазовых напряжений инвертора, позволяющего устранить пульсации тока i0 при сохранении высокого коэффициента мощности.
Выбор частоты коммутации может производиться без учета несимметричных режимов, повышение частоты коммутации позволяет устранить снижение коэффициента мощности при уменьшении активной мощности и практически не влияет на коэффициент пульсаций.
Литература
1. Овчинников Д.А., Костров М.Ю., Лукин А.В., Малышков Г.М. Трехфазный выпрямитель с коррекцией коэффициента мощности//Практическая силовая электроника, вып. 6/2002.
2. Зиновьев Г.С. Вентильные компенсаторы реактивной мощности, мощности искажений и мощности несимметрии на базе инвертора напряжения. - в кн. Современные задачи преобразовательной техники, ч.2 - Киев: Изд.АН УССР.1975.
3. Чаплыгин Е.Е, Стекленев А.Е. Двухквадрантный преобразователь с активной коррекцией коэффициента мощности//Практическая силовая электроника, вып. 10/2003.
4. Чаплыгин Е.Е., Малышев Д.В. Спектральные модели автономных инверторов напряжения с широтно-импульсной модуляцией//Электричество, №8, 1999.
5. Круг К.А. Основы электротехники, т. 2, изд. 6-е, М.:ГЭИ, 1946.
Рис.1.Силовая схема преобразователя (а) и его схема замещения (б).
Рис.2. Зависимости составляющих полной мощности (а), коэффициента мощности и коэффициента пульсаций (б) при управлении по способу 1.
Рис.3. Временные диаграммы усредненных фазовых напряжений инвертора при реализации способов 2б (а) и 3 (б).
Рис. 4. Временные диаграммы сигналов системы управления (а) и напряжений и токов в силовой схеме преобразователя (б-г) при управлении по способу 2б.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Режимы работы преобразователя электрической энергии - трехфазного мостового выпрямителя. Структурная схема системы фазового управления. Расчет коэффициента использования мощности трансформатора и потерь электроэнергии при выпрямлении переменного тока.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 10.12.2011Определение номинальных токов и фазного напряжения в обмотках трехфазного трансформатора. Построение графиков зависимости КПД и напряжения от коэффициента загрузки. Электромагнитная схема асинхронного двигателя, вычисление его рабочих характеристик.
контрольная работа [393,8 K], добавлен 13.05.2013Длительность провала напряжения. Роль провалов напряжения для улучшения качественных характеристик сети. Оценка коэффициента несимметрии напряжения по обратной последовательности. Повышение коэффициента мощности электрической тяги переменного тока.
контрольная работа [215,0 K], добавлен 18.05.2012Определение номинальных токов, КПД и зависимости изменения вторичного напряжения от коэффициента нагрузки трансформатора. Расчет коэффициента трансформации, активных потерь мощности для первого и второго трансформаторов при их параллельной работе.
курсовая работа [670,8 K], добавлен 25.03.2014Параметры Т-образной схемы замещения трехфазного трансформатора. Фактические значения сопротивлений вторичной обмотки. Коэффициент мощности в режиме короткого замыкания. Определение потерь мощности трехфазного асинхронного двигателя, схема включения.
контрольная работа [339,6 K], добавлен 05.03.2014Этапы расчета полупроводникового преобразователя электрической энергии. Знакомство с недостатками широтно-импульсного преобразователя: высокие требования к динамическим параметрам вентилей, широкополосный спектр преобразованных напряжений и токов.
дипломная работа [842,5 K], добавлен 02.05.2013Разработка схемы электропитания группы однофазных потребителей от цепи трехфазного тока. Выбор сечения проводов с проверкой по потере напряжения. Упрощённый расчет трехфазного трансформатора необходимой мощности. Схема включения измерительных приборов.
курсовая работа [211,0 K], добавлен 19.02.2013Расчет параметров схемы замещения, сверхпереходного и ударного токов трехфазного короткого замыкания. Расчет токов всех видов коротких замыканий. Построение векторных диаграмм. Расчет предела передаваемой мощности и коэффициента статической устойчивости.
курсовая работа [990,8 K], добавлен 12.04.2016Выбор измерительных датчиков. Особенности монтажа термометра сопротивления на трубопроводе. Разработка схемы преобразователя расхода газа с коррекцией по температуре и давлению газа. Выбор и работа микроконтроллера. Расчет элементов блока питания.
курсовая работа [789,0 K], добавлен 20.02.2015Статическая нагрузочная диаграмма электропривода. Определение мощности резания для каждого перехода, коэффициента загрузки, мощности на валу двигателя, мощности потерь в станке при холостом ходе. Расчет машинного (рабочего) времени для каждого перехода.
контрольная работа [130,5 K], добавлен 30.03.2011Понятие коэффициента спроса. Определение мощности подстанции методом коэффициента спроса. Сущность явления перенапряжения. Устройство стержневых и тросовых молниеотводов. Осуществление контроля за исправностью защитного заземления измерителем М-416.
контрольная работа [99,1 K], добавлен 18.10.2015Выбор схемы сети и системы защиты трансформаторов. Определение номинальных параметров преобразователя и диапазона цифрового выравнивания токов. Формирование тормозной характеристики. Расчет уставок дифференциальной отсечки и коэффициента чувствительности.
курсовая работа [361,5 K], добавлен 21.03.2013Расчет мощности приводного электродвигателя. Анализ структуры силового блока преобразователя, принципиальной и функциональной схемы. Разработка графика напряжения в контрольных точках преобразователя. Расчет характеристик двигателя, полосы спектра частот.
курсовая работа [620,4 K], добавлен 02.02.2016Исследование способов регулирования напряжения в электрических цепях переменного и трехфазного тока с последовательным и звездообразным соединением приемников. Испытание однофазного трансформатора и трехфазного асинхронного двигателя с замкнутым ротором.
лабораторная работа [831,0 K], добавлен 27.12.2010Метод расчета параметров измерительного механизма магнитоэлектрической системы, включенного в цепь посредством шунта. Определение мощности вольтметра и амперметра. Измерение активной мощности в цепях трехфазного тока. Выбор измерительной аппаратуры.
курсовая работа [647,1 K], добавлен 26.04.2014Характеристика потребителей электроэнергии в ремонтном цехе, расчёт нагрузок методом коэффициента максимума, освещения методом коэффициента использования, выбор числа и мощности трансформаторов, марок и сечений проводов и кабелей защитных аппаратов сети.
курсовая работа [122,8 K], добавлен 12.12.2009Определение среднеквадратического отклонения погрешности измерения, доверительного интервала, коэффициента амплитуды и формы выходного напряжения. Выбор допустимого значения коэффициента деления частоты и соответствующего ему времени счета для измерений.
контрольная работа [110,9 K], добавлен 15.02.2011Анализ режимов работы для комплексов действующих значений напряжений и токов; определение сопротивления нагрузки. Коэффициенты отражения и затухания волн от согласованной нагрузки для напряжения. Мгновенные значения тока, напряжения, активной мощности.
презентация [292,2 K], добавлен 28.10.2013Особенности управления электродвигателями переменного тока. Описание преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока на основе автономного инвертора напряжения. Динамические характеристики САУ переменного тока, анализ устойчивости.
курсовая работа [619,4 K], добавлен 14.12.2010Определение размеров масляного трансформатора, электрических величин, потерь, номинального напряжения и мощности короткого замыкания. Расчет цилиндрических обмоток низкого и высокого напряжений, магнитной системы, перепадов температур и систем охлаждения.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 06.12.2013
