Разработка принципов активной фильтрации тока сетевых источников электропитания средств связи, страница 14

Избежать рассеивания всей энергии в окружающую среду при испытаниях ИЭП позволяет электронная нерассеивающая нагрузка (ЭНН) /33,34/ Благодаря иным принципам построения такое нагрузочное устройство выступает в роли преобразователя, а не поглотителя энергии. Выходная энергия ИЭП передается в общую сеть переменного тока за исключением небольшой части, эквивалентной потерям мощности в ЭНН. Выходной ток формируется максимально приближенным к синусоиде и совпадающим по фазе с напряжением сети. По входной цепи ЭНН имитирует такие режимы статической и динамической нагрузи, как постоянный регулируемый ток, регулируемое напряжение (имитация аккумуляторной батареи), ограничение потребляемой от ИЭП мощности, периодическое с заданной частотой потребляемого ЭНН тока

В /39,40/ рассмотрены устройства, применяемые для длительных испытаний ИЭП, имеющих на выходе фиксированное напряжение постоянного тока. Представленная в  /39/ ЭНН состоит из одного высокочастотного преобразователя, управление которым осуществляется с помощью микропроцессора. Входная цепь ЭНН либо потребляет от ИЭП постоянный ток, либо представляет собой постоянный резистор. Описанная в /40/ ЭНН содержит несколько модулей, управляемых стандартными микросхемами ШИМ - контроля. Входная цепь ЭНН потребляет от испытываемого ИЭП постоянный ток. Существенным недостатком представленных в /39,40/ устройств является необходимость соединения последовательно нескольких ИЭП по выходу для получения требуемого входного напряжения ЭНН. Данная работа направлена на проектирование ЭНН, обеспечивающей проведение испытаний ИЭП, имеющих на выходе изменяемое напряжение постоянного тока. Также уделено внимание требованиям к управлению ЭНН, которое позволяет простить более разнообразные испытания ИЭП, по сравнению с предложенными в /39,40/ режимами нагрузки на постоянный ток и постоянный резистор.

В /41/ описано устройство, решающее задачу передачи в общую сеть энергии, вырабатываемой солнечными батареями (СБ). Цель такого устройства- экономия потребления энергии зданиями, вблизи которых можно установит батареи солнечных элементов.

Эта задача связана с задачей проведения испытаний ИЭП, так как выходными параметрами солнечных батарей являются постоянные напряжения и ток. Подходы к решению двух названных проблем имеют общие черты. Принципы преобразования энергии и построения силовой части могут частично совпадать. Различия во многом проявляются при рассмотрении требований к выполняемым этими устройствами функциям. Управление преобразователем энергии от СБ должно обеспечивать потребление максимальной вырабатываемой СБ мощности в каждый момент времени.

2.  Принципы формирования синусоидального тока при

увеличении мощности ИЭП

2.1. Трехфазные ИЭП с использованием КМ

1. Конфигурация цепи корректора КМ с одним ключевым элементом. Для получения синусоидальной формы потребляемого тока сети предлагается импульсный метод управления током реактора на высокой частоте. Рассмотрим конфигурацию преобразователя с использованием одного транзистора, работающего в ключевом режиме (рис.11). Величина индуктивности реакторов фазы должна быть незначительной, чтобы обеспечить импульсный фазный ток

Рис. 17. Принципиальная схема силовой цепи трех- фазного КМ с одним транзистором

каждого реактора (LI, L2,L3). При замыкании ключа S1, к реактору каждой фазы прикладывается фазное напряжение отрицательной полуволны. Максимальное значение импульсного тока каждой фазы (I_pn) определяется выражением:

          (21)

где, U_Фn- напряжение фазы n; L_n - индуктивность реактора фазы n; g -коэффициент заполнения импульсов управления ключом S1; Т- период коммутации ключа. Частота коммутации ключа должна быть выше 2 кГц для формирования синусоидального тока сети и кратна трем, чтобы обеспечить совпадения открытого состояния ключевого элемента во всех фазных токах одновременно (pис. 18). При работе на переменную нагрузку алгоритм изменения коэффициента заполнения импульсов тока у определяется формой выходного напряжения (рис 19) идентично однофазным корректорам КМ. 2.

Конфигурация цепи корректора КМ с двумя ключевыми элементами. На рис.20 представлена конфигурация цепи с использованием двух ключевых элементов для коррекции КМ в трехфазных источниках питания. Конденсаторы С1,С2,СЗ соединены в "звезду". Точка X1 является средней точкой, поэтому к емкостям прикладывается соответствующее фазное напряжение. Коммутация ключей S1 и S2 производится с фазовым сдвигом 180° на высокой частоте. Конфигурация цепи имеет 9 промежуточных структур в соответствие со сменой состояний ключевых элементов. На рис. 15-19 показаны промежуточные структуры цепи и направления токов в каждой из структур. Промежуточные структуры соответствуют положительному значению напряжения фазы (U_ф1) 1 и отрицательным - для напряжений фаз 2 и 3 на рассматриваемом интервале работы цепи.