Разработка принципов активной фильтрации тока сетевых источников электропитания средств связи

Сибирский Государственный Университет  телекоммуникаций и Информатики

Разработка принципов активной фильтрации тока сетевых источников электропитания средств связи

Содержание

Стр.

Введение

1. Предмет и области применения методов активной фильтрации

1.1. Аналитический обзор методов активной фильтрации

1.2. Корректоры коэффициента мощности.

1.2.1. Принцип работы активною корректора.

1.2.2. Система управления корректора коэффициента мощности

1.2. 3. Электрический расчет элементов схем активных корректоров коэффициента мощности

1.3. Инверторы напряжения с синусоидальной формой напряжения

1.4. Регуляторы напряжения сети

1.5. Эквиваленты нагрузки

2. Принципы формирования синусоидального тока при увеличении мощности ИЭП

2.1. Трехфазные ИЭП с использованием КМ

2.2. Параллельное соединение силовых устройств преобразования

Заключение

Список литературы

Введение

Развитие силовой электроники и соответственно рост нелинейных потребителей электроэнергии обострили проблему обеспечения качества электроэнергии в аспекте нелинейных искажений токов и напряжений и общего ухудшения коэффициента мощности (КМ) потребителей. В настоящее время проявляется большой интерес к решению этих задач с помощью импульсного управления потоком электроэнергии на повышенной частоте. Развитие элементной базы силовой электроники и новых методов высокочастотной модуляции привели к созданию новых устройств - активных фильтров (АФ).

Проведенный обзор показал, что в источниках электропитания можно выделить следующие основные направления по использованию методов активной фильтрации: корректоры коэффициента мощности; инверторы напряжения с синусоидальной формой напряжения; регуляторы напряжения сети; эквиваленты нагрузок.

Возможность создания дешевого и экономичного корректора коэффициента мощности обеспечена высоким уровнем современного развития ключевых регуляторов. Идея состоит в использовании способности этих регуляторов обеспечивать во входной цепи требуемую форму тока, определяющего коэффициент мощности. В настоящее время для управления корректором мощности используют микросхемы:

SG3561, TDA4817, MC33368D .Общее содержание гармоник в потребляемом от сети токе при использовании в корректоре КМ MC33368D находится в пределах от долей единиц процентов, а значение KM - 0,997 -0,999 для устройств с потребляемой мощностью до 100 Вт. Основной проблемой при создание корректоров КМ является ограничение корректоров по мощности. Однако, применение трехфазного напряжения и параллельного соединения корректоров позволит значительно повысить мощность устройств.

Существующие инверторы серии ПС имеют ограниченную мощность (до одного кВт), несинусоидальную форму тока нагрузки, малое значение коэффициента мощности, коэффициент нелинейных искажений изменяется в пределах от 2 до 7%. Применение методов активной фильтрации при построении инверторов с синусоидальным  выходным  напряжением  позволит  значительно  улучшить перечисленные показатели. Кроме того, включение корректоров в структуру АБП позволит удовлетворить современным требованиям по искажениям сети потребителей.

При испытаниях источников электропитания (ИЭП) и других узлов систем электропитания в качестве нагрузки обычно применяются резисторы или электронные нагрузки, серийно выпускаемые фирмами   Transistor Devices ACDC Electronics, позволяющие реализовать различные статические и динамические режимы испытаний источников. Поскольку принцип их работы основан на регулировании по заданному закону выходного сопротивления транзистора, вся выходная мощность ИЭП рассеивается в окружающую среду.  Применение методов активной фильтрации повысит эффективность использования электронной нагрузки в ИЭП.

1.  Предмет и области применении методов активной фильтрации

1. 1. Аналитический  обзор методов активной фильтрации

Развитие силовой электроники и соответственно рост нелинейных потребителей электроэнергии обострили проблему обеспечения качества электроэнергии в аспекте нелинейных искажений токов и напряжений и общего ухудшения коэффициента мощности потребителей. В настоящее время проявляется большой интерес к решению этих задач с помощью импульсного управления потоком электроэнергии на повышенной частоте.  Опубликованные работы  показывают  переспективность использования метода активной фильтрации.

Развитие элементной базы силовой электроники и новых методов высокочастотной модуляции привели к созданию новых устройств - активных фильтров (АФ) /1/. АФ классифицируются на последовательные и параллельные, а также на источники тока и напряжения, что приводит к появлению четырех базовых схем (рис. 1).

Рис 1. Основные типы активных фильт ров:

а) - параллельный источник тока; б) - параллельный источник напряжения:

в) - последовательный источник напряжения; г )- последовательный нсточник тока.

Каждая из четырех структур определяет схему фильтра на рабочей частоте: ключей в