Коэффициент мощности в этом случае
снижается незначительно. Однако такое исполнение силовых схем требует введения
дополнительных силовых цепей, включающих элементы L2, VD6, VT2 (на рисунке штриховой линией) для выравнивания напряжения на
конденсаторах относительно средней точки, причем мощность таких цепей может
быть весьма значительной.
Переход к последней схеме позволяет практически вдвое уменьшить мощность, коммутируемую силовым транзистором при весьма высоких значениях Км даже при прямоугольной форме входного тока.
Но общим недостатком схем является невозможность непосредственного объединения в трехфазные схемы при их параллельном соединении для создания мощных многомодульных централизованных систем электропитания.
Для решения проблем электромагнитной совместимости в системе трехфазная питающая сеть – преобразователь – нагрузка необходимо обеспечить минимальные уровни высших гармоник и несимметрии потребляемых из сети токов, близкое к 1 значение входного коэффициента мощности при высокой стабильности и отсутствии пульсаций выходного постоянного напряжения.
С этой точки зрения идеальным будет преобразователь, входные токи которого, симметричны, синусоидальны, совпадают по фазе с приложенным напряжением, а выходное напряжение стабильно и не зависит от времени. При этом запас реактивной энергии в нем должен быть равен 0.
Если трехфазный преобразователь потребляет из сети синусоидальный, симметричные токи, синфазные с питающим напряжением, то мгновенное значение выходной мощности постоянно, не зависит от времени и полностью определяется параметрами нагрузки. В этом случае, пульсации кратные частоте питающей сети, в выходном напряжении отсутствуют, следовательно, нет необходимости создания запаса энергии, потребляемой для поддержания постоянства выходных параметров и, следовательно, в применении дополнительных низкочастотных фильтрующих элементов на выходе.
На рисунках 7, 8 показаны схемы, на основе которых могут быть реализованы преобразователи переменного напряжения в постоянное, близкое по параметрам к идеальным. Наличие в этих схемах нулевого провода, который может быть заземлен, дает возможность простого объединения как в трехфазные схемы, так и по выходу. При этом со стороны входных зажимов трехфазный потребитель будет представлять собой активную линейную и симметричную нагрузку.
В схеме, изображенной на рисунке 7 применяется полупроводниковый ключ переменного тока, в качестве которого использован транзистор VT, включенный в диагональ выпрямленного моста VD1-VD4. Особенность данной схемы – использование схемы Латура для построения ее силовой выпрямительной части.
Рисунок 7 – Пример реализации преобразователя постоянного напряжения
в переменное
В этом случае общая точка выходных конденсаторов С1 и С2 жестко связана с нулевым проводом сети, а минимальная величина выходного напряжения выбирается из условия Uн > 2Uвх max. алгоритм управления работой силового ключа (VT) реализуется таким образом, чтобы положительным значениям сигнала управления соответствовал этап накопления энергии в магнитном поле середечника входного дросселя L (транзистор VT - открыт), а отрицательным – отдачи накопленной энергии в выходные конденсаторы (транзистор VT - закрыт). Такой алгоритм управления и схемная реализация ключевого элемента позволяют управлять работой транзистора на интервале положительного и отрицательного полупериода входного напряжения.
В схеме, представленной на рисунке 8, полупроводниковый ключ переменного тока выполнен на основе двух, объединенных по базе и эмиттеру транзисторов VT1 и VT2 с различным типом проводимости. Их коллекторы объединены через высокочастотный диод. Принцип действия аналогичен схеме, изображенной на рисунке 7. Отличие заключается в алгоритме управления, согласно которому этапам накопления энергии соответствует открытое состояние транзистора VT1 в течении положительного и открытого состояния транзистора VT2 в течении отрицательных полупериодов. Благодаря применению комплектной пары транзисторов входной цепи силовых транзисторов удалось жестко связать с нулевым проводом сети. Поэтому общая шина, используемая для питания системы управления в данной схеме может быть объединена с общим проводом питающей сети, что, во-первых, существенно упрощает систему управления, во-вторых, не требует применения гальванической развязки.
Рисунок 8 – Пример реализации преобразователя постоянного напряжения
в переменное
На рисунке 9 показана трехфазная мостовая схема управляемого выпрямителя, которая обладает рядом особенностей.
Принудительное формирование фазных токов в ней (режим накопления и отдачи энергии) осуществляется под действием определенной комбинации линейных напряжений. При переходе тока через нуль результирующее напряжение, определяющее режим накопления, составляет 0.5Uл max. Благодаря этому осуществляется возможность ускорения режима накопления за счет этого уменьшения искажений формы кривой тока в окрестности нулевых значений и снижения максимальных значений тока на транзисторных ключах. Выходное напряжение в данном случае выбирается из условий Uн ≥ Uл max.
 |
Рисунок 9 – Трехфазная мостовая схема управляемого выпрямителя
2 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
Структурная схема преобразовательной системы представлена на рисунке 2.1
ККМ – корректор коэффициента мощности
ЕФ – емкостной фильтр
Н – нагрузка
ДН – датчик напряжения
РН – регулятор напряжения
СУ – система управления
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.