Некоторые результаты системного подхода к проектированию трехфазных инверторов с промежуточным высокочастотным преобразованием
Аннотация
Рассмотрены вопросы системного проектирования трёхфазных инверторов напряжения с промежуточным высокочастотным преобразованием. Преобразователь (ПТС-3000М),являющийся источником вторичного электропитания специального назначения, состоит из двухканального повышающего регулируемого конвертора напряжения (РКН) и двухканального трёхфазного инвертора напряжения (ТИН), а также промежуточного (с буферным конденсатором в звене постоянного тока) и выходного фильтров. Раскрыт подход к оценке КПД преобразователя и его звеньев, основанный на учёте полной выходной мощности инвертора как полезной. Приведено краткое описание структуры, а также дана оценка эффективности применения энергонерассеивающего группового снаббера для РКН. Для ТИН введено понятие энергоэффективного закона модуляции (ЭЗМ), наглядно показан принцип синтеза ЭЗМ, предложены краткий обзор и сравнительный анализ (на основе результатов имитационного компьютерного моделирования работы ТИН) различных ЭЗМ: трапецеидального и квазитрапецеидальных, в том числе с искусственным введением гармоник нулевой последовательности. В рамках исследования совместной работы повышающего высокочастотного РКН с ТИН выбрана методика выбора ёмкости буферного конденсатора в звене постоянного тока, основанная на применении имитационного компьютерного моделирования. Ввиду сложности аналитического описания процессов в ТИН с широтно-импульсной модуляцией, полностью аналитическое решение задачи выбора ёмкости буферного конденсатора представляется крайне нерациональным.Доказано, что небольшое (приблизительно до 10% от номинального уровня) перенапряжение в звене постоянного тока, вызванное реактивным характером нагрузки, не оказывает существенного влияния на качество выходного напряжения ТИН, что позволяет рационально минимизировать ёмкость буферного конденсатора. Обозначены особенности выбора тактовой частоты для инверторного и конверторного звеньев преобразователя.
Литература
2. Мыцык Г.С., Михеев В.В. Многоканальное преобразование — эффективная концепция синтеза малоискажающих устройств силовой электроники // К 60-летию кафедры ЭКАО — Электротехнические комплексы и системы: Сб. статей. М.: МЭИ, 2001. С. 58 — 73.
3. Бродников С.Н., Воронцов К.А., Мыцык Г.С. Трехфазный инвертор напряжения централизованного типа с промежуточным высокочастотным преобразованием // Практическая силовая электроника. 2015. № 59.С. 4 — 11.
4. Воронцов К.А., Мыцык Г.С. О возможностях совершенствования трехфазных инверторов напряжения централизованного типа с ШИМ выходного напряжения // Вестник МЭИ. 2016. № 2. С. 48 — 58.
5. Пат. 153371 РФ. Регулируемый по напряжению преобразователь / Г.С.Мыцык, К.А. Воронцов// Бюл. изобрет. 2015. № 20.
6. Мыцык Г.С. Об особенностях определения КПД трехфазного инвертора напряжения по мостовой схеме // Практическая силовая электроника. 2014. № 54.С. 41 — 45
7. Пат. 2314627 РФ. Двухтактный преобразователь напряжения / С.Н. Бродников, А.А. Кудряшев, В.В. Михеев, Г.С.Мыцык // Бюл. изобрет. 2008. №1
8. Holmes D.G., Lipo T.A. Pulse Width Modulation For Power Converters. Principles and Practice // IEEE Press. N.Y.: Wiley-Interscience, 2003. P. 299 — 336
9. Хасаев О.И. Транзисторные преобразователи напряжения и частоты. М.: Наука, 1966.
10. Хлаинг Мин У. Исследование эффективности использования промежуточного высокочастотного преобразования при построении статических преобразователей и систем на их основе: Автореф. дисс. ...к.т.н. М.: МЭИ, 2009..
11. Пью Мьинт Тхейн. Создание информационно-методического обеспечения для системного проектирования статических преобразователей частоты в составе машинно-электронных генерирующих систем для малой энергетики и автономных объектов: Автореф. дисс. ... к.т.н. М.: МЭИ, 2013.
12. Мыцык Г.С., Бериллов А.В., Михеев В.В. Поисковое проектирование устройств силовой электроники (Трансформаторно-полупроводниковые устройства). М.: МЭИ, 2010.
