Вход

Однофазный трёхуровневый преобразователь с улучшенным гармоническим спектром входного тока

Реферат по радиоэлектронике
Дата добавления: 17 июня 2009
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 3.3 Мб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу

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: Boost rectifier, Buck rectifier, Buck-Boost rectifier, Multilevel rectifier, Multipulse rectifier. В России исследовательские работы в отношении перечисленных схем выпрямителей ведутся достаточно активно.

В последнее время усилился интерес к многоуровневым выпрямителям (Multilevel rectifier), 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 Sа 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; U0 и U0- напряжения на конденсаторах C1 и С2 соответственно.

Рисунок 1. Схемы однофазного трёхуровнего выпрямителя (а) и двунаправленного ключа (б).

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 ?, 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

Рисунок 3. Токи

схеме, будут иметь вид, показанный на рис.3.

Рисунок 2. Алгоритм I(а) и алгоритм II (б) работы выпрямителя.


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 Sа, Sb содержит в себе две составляющие i', i", формирующиеся от двух интервалов работы ключей. Таким образом, действующее значение тока, например ключа Sа,















?1 = 0?1 - коэффициент, определяющий длительность узкого импульса управления для дополнительных ключей; ?2 = 0?1 - коэффициент, опреде­ляющий длительность широкого импульса управления для дополнительных ключей.

Следовательно,

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

Действующее значение тока диода выпрямителя для рассматриваемого алгоритма

Согласно рис 4, среднее значение тока:







Рисунок 4. Токи при алгоритме II управления ключами





















© Рефератбанк, 2002 - 2018