Referat.me

Название: Однофазный трёхуровневый преобразователь с улучшенным гармоническим спектром входного тока

Вид работы: реферат

Рубрика: Коммуникации и связь

Размер файла: 260.55 Kb

Скачать файл: referat.me-168949.docx

Краткое описание работы: Системы для электрических приводов, телекоммуникационные устройства, электролизные и электротермические установки. Сварочные и зарядные аппараты, системы бесперебойного электропитания. Токи при алгоритме управления ключами.

Однофазный трёхуровневый преобразователь с улучшенным гармоническим спектром входного тока

.

Выпрямители применяются в достаточно большом количестве преобразовательных устройств и систем,. К ним, прежде всего, можно отнести системы для электрических приводов, телекоммуникационные устройства, электролизные и электротермические установки, сварочные и зарядные аппа­раты, системы бесперебойного электропитания и т. д. По сути перечисленное оборудование является нелинейной нагрузкой, применение которой приводит к возникновению искажений тока и напряжения в питающей сети, вследствие чего возникают проблемы, связанные с электромагнитной совместимостью источника питания и нагрузки. Поэтому необходимо нормировать отрицательное воздействие нелинейных нагрузок на питающую сеть. В России разработаны системы стандартов и сертификации по электромагнитной совместимости.

В настоящее время предложено большое разнообразие выпрямительных схем, позволяющих улучшить гармонический состав входного тока. В зару­бежных публикациях уже предлагаются некоторые классификации выпрямительных схем, позволяющие выделить отдельные группы схем выпрямителей по тем или иным общим признакам. Руководствуясь классификацией, можно выделить две основные группы выпрямителей - "Unidirectional" и "Bidirectional", каждая из которых включает в себя следующие виды выпрямителей: Boostrectifier, Buckrectifier, Buck-Boostrectifier, Multilevelrectifier, Multipulserectifier. В России исследовательские работы в отношении перечисленных схем выпрямителей ведутся достаточно активно.

В последнее время усилился интерес к многоуровневым выпрямителям (Multilevelrectifier), позволяющим формировать входной ток, близкий к синусоиде. Несмотря на достаточно большое количество работ, посвящённых исследованию многоуровневых выпрямительных схем, остаются вопросы, которые по тем или иным причинам освещены в меньшей степени.

Рассмотрим алгоритмы управления дополнительными двунаправленными ключами однофазного трёхуровневого выпрямителя, проводём анализ электромагнитных процессов, позволяющий выявить свойства выпрямителя, выведем соотношения для токов и напряжений элементов схемы, а также внешней характеристики.

Схема выпрямителя приведена на рис. 1а, а на рис. 1б - одна из возможных схемных реализаций, применяемых в схеме, дополнительных двунаправленных ключей S а Sb .

Свойства рассматриваемого выпрямителя во многом зависят от алгоритмов управления дополнительными ключами. Используя широтно-импульсную модуляцию работы ключей можно добиться низкого содержания неосновных гармоник во входном токе выпрямителя. Однако хорошего качества входного тока возможно достичь и при других алгоритмах управления ключами Sa , Sb , при которых осуществляется их низкочастотное переключение. Это позволяет в значительной степени снизить коммутационные потери.

На рис.2, а, б отражены эпюры, характеризующие два возможных алгоритма управления двунаправленными ключами выпрямителя. Условимся называть их алгоритм I и алгоритм II. При этом Sa , Sb - длительности включённого состояния двунаправленных ключей; uAN и uBN - напряжения на зажимах А и В относительно точки N ; uAB - напряжение между зажимами А и В; U 0 и U 0 - напряжения на конденсаторах C1 и С2 соответственно.

Алгоритм I. Основной принцип данного алго­ритма заключается в том, что на определённых интервалах работают ключи Sa , Sb , а между ними -диоды выпрямителя рис.2, а. Длительность интервалов управления ключами определяется коэффициентом γ, изменяющимся в пределах 0-1. Рассматриваемый алгоритм позволяет обеспечить форму входного тока (i1 ), близкую к синусоиде, в этой связи при анализе будем полагать, что ток входной фазы выпрямителя синусоидальный. При этом токи id и i ' d , формирующиеся в схеме, будут иметь вид, показанный на рис.3.

Алгоритм II . Второй алгоритм отличается от первого наличием интервала совместной работы ключей Sa Sb и позволяет получить меньший коэффициент гармоник входного тока по сравнению с алгоритмом I. При анализе будем, как и ранее, полагать, что входной ток выпрямителя чисто синусоидальный. Тогда, как видно из рис.4, ток ключей S а , Sb содержит в себе две составляющие i ', i ", формирующиеся от двух интервалов работы ключей. Таким образом, действующее значение тока, например ключа S а ,

γ1 = 0÷1 - коэффициент, определяющий длительность узкого импульса управления для дополнительных ключей; γ2 = 0÷1 - коэффициент, опреде­ляющий длительность широкого импульса управления для дополнительных ключей.

Следовательно,

Очевидно, что ISa = ISb . Согласно рис.4 максимальное значение токов ключей S а Sb определяется следующим соотношением:

Действующее значение токадиода выпрямителя для рассматриваемого алгоритма

Согласно рис 4, среднее значение тока:

Похожие работы

  • Способы подавления гармоник тока в системах электропитания

    Гармоники тока, создаваемые нелинейными нагрузками, могут представлять собой серьезные проблемы для систем электропитания. Гармонические составляющие представляют собой токи с частотами, кратными основной частоте источника питания. Высшие гармоники тока, накладываемые на основную гармонику, приводят к искажению формы тока.

  • Современные направления электроники

    Современные направления развития силовых преобразователей переменного тока В контрольной работе приведена классификация современных структур силовых трехфазных преобразователей переменного тока широкого применения. Проанализированы основные недостатки систем с двойным преобразованием энергии, ограничивающие их применение.

  • Источники вторичного электропитания

    Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Уральский государственный технический университет Уральский политехнический институт

  • Статический преобразователь средней мощности

    Перспективы проектирования и разработки статических преобразователей средней мощности. Расчёт токов и напряжений. Выбор тиристоров и охладителей. Расчет сглаживающего фильтра и дросселя. Выбор конденсаторов. Электромагнитный расчет трансформатора.

  • Временные законы следования импульсов и пауз. Длительность и число процедур электростимуляции нервно-мышечного аппарата

    При электростимуляции мышцы посредством раздражения иннервирующего ее нерва максимальная частота следования сигналов лимитируется лабильностью нервно-мышечного синапса как наиболее инерционной структуры. Электростимуляции прямоугольными импульсами.

  • Устройство и применение высокочастотного выпрямителя

    Устройство и назначение выпрямителей электрического тока, их классификация по ряду признаков, назначение и применение. Обзор характеристик устройства, сфера использования высокочастотных выпрямителей. Пример управления высокочастотным выпрямителем.

  • Расчет сложных электрических цепей постоянного тока с использованием закона Кирхгофа

    Составление баланса мощностей для электрической схемы. Расчет сложных электрических цепей постоянного тока методом наложения токов и методом контурных токов. Особенности второго закона Кирхгофа. Определение реальных токов в ветвях электрической цепи.

  • ЭСН и ЭО цеха обработки корпусных деталей

    Нижегородское высшее военно-инженерное командное училище (военный институт) Кафедра электрификации и автоматизации Курсовая работа по дисциплине

  • Схема напряжения на диодах

    Определение среднего значения выпрямленного напряжения на нагрузке и амплитудного значения тока через диод. Схема тока заряда и разряда конденсаторов и двухкаскадного усилителя. Параметрический стабилизатор постоянного напряжения на стабилитроне.

  • Промышленные магнитотерапевтические аппараты. Обзор и анализ требований

    В основу классификации выпускаемых магнитотерапевтических приборов и аппаратов положена степень локализации поля воздействия на пациента. Анализ принципов построения промышленных магнитотерапевтических аппаратов. Биотропные параметры магнитного поля.