WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 11 |

Автономный инвертор, повышающий эксплуатационные характеристики солнечных электростанций апк

-- [ Страница 5 ] --

Значение тока нагрузки определяется параметрами нагрузки. Ток через обратно включенные диоды VD 1 —VD 4 зависит от индуктивности нагрузки и начинает протекать на интервалах, начала которых совпадают с моментами поступления управляющих импульсов. В период протекания тока через диоды происходит рекуперация (возврат) энергии из нагрузки в источник напряжения постоянного тока. При отсутствии диодов появлялись бы перенапряжения на транзисторах. Диаграмма тока, потребляемого от источника напряжения постоянного тока, приведена на рисунке 2.11, б.

Рисунок 2.11 – Однофазный инвертор напряжения на транзисторах с последовательным соединением активной и индуктивной составляющих нагрузки: а – схема; б – диаграммы токов и напряжений на элементах схемы Закон изменения токов в схеме удобно в данном случае определить, используя метод мгновенных значений, так как ток нагрузки в момент коммутации не изменяет своего значения.

Дифференциальные уравнения для тока нагрузки на интервалах t0– и –t1 имеют следующий вид:

где знак плюс соответствует интервалу t0–, а знак минус –t1;

Уравнение (2.1) имеет вид Постоянная интегрирования А определяется из условий непрерывности тока нагрузки при коммутации и повторяемости его формы в каждом периоде в установившемся режиме работы при t = 0.

Подставляя 2.3 в 2.2 и проведя преобразования, получим формулу для определения постоянной интегрирования С учтом полученного значения А выражение (2.2) можно записать в следующем виде:

Средние значения токов транзисторов и диодов определяются интегрированием уравнения (2.4) на интервалах t0– и –t1. Как видно из (2.4), токи, протекающие через силовые элементы инвертора, являются функциями параметров нагрузки. В то же время параметры нагрузки определяют форму и значение выходного напряжения. В рассматриваемой схеме напряжение имеет прямоугольную форму с амплитудой, равной напряжению источника питания U d. Разложив это напряжение в гармонический ряд, получим амплитуду первой гармоники выходного напряжения Мощность статических потерь транзистора где Usat – прямое падение напряжения, Isw – ток транзистора.

Динамические потери мощности транзистора где fs – частота преобразования, Etot – суммарная энергия переключения, С22 – выходная мкость транзистора, V0 – уровень напряжения питания, Qrr – заряд антипараллельного диода [77].

Суммарные потери АИ рассчитываются по формуле:

PАИ Рмагн. Робмоток Рст Рдин где Рмагн – магнитные потери в магнитопроводе; Робмоток – активные потери в обмотках; m1, m2 – число фаз первичной и вторичной обмотки соответственно; I1, I2 – фазный ток первичной и вторичной обмотки; rк – сопротивление короткого замыкания, r1, r2 – активные сопротивления фазы первичной и вторичной обмоток.

Коэффициент полезного действия инвертора будет равен где Р2 – мощность на выходе инвертора.

Из принципа работы инвертора следует, что его выходное напряжение не зависит от нагрузки. Если источник, питающий инвертор напряжения, имеет одностороннюю проводимость, то его необходимо шунтировать конденсатором для приема возвращаемой из нагрузки энергии.

Также при конструировании АИ на ТВМП следует учитывать, что ТВМП выполняется на базе асинхронного двигателя. Для уменьшения сечения проводников первичной обмотки необходим более высокий уровень первичного напряжения.

2.5 Особенности расчта фильтров автономных инверторов К фильтрам АИ предъявляются не только высокие требования по эксплуатационно-техническим характеристикам, но они должны не оказывать существенного влияния на переходные процессы в динамических режимах (изменение величины и характера нагрузки, коммутация электрических цепей), а также обеспечивать непрерывность тока [26].

Наиболее распространнным и рациональным типом выходных фильтров АИ являются пассивные Г-образные LC-фильтры (рисунок 2.12).

Расчет и выбор параметров выходных фильтров АИ является сложной задачей, решение которой требует применения оптимизационных методов.

Предлагается методика упрощенного расчета параметров входных и выходных фильтров АИ с широтно-импульсной модуляцией, обеспечивающей непрерывный выходной ток, требуемое качество выходного напряжения и минимальные массогабаритные показатели.

Рисунок 2.12 – Принципиальные электрические схемы выходных Г-образных фильтров Исходными данными для расчта фильтров АИ являются:

– номинальная мощность нагрузки и е характер;

– диапазон изменения входного и выходного напряжений;

– значение коэффициента гармоник;

– допустимые отклонения выходного напряжения.

максимальное уменьшение амплитуды напряжений высших гармоник при минимальном ослаблении первой (основной) гармоники выходного напряжения. В соответствии с этим для оценки эффективности фильтра используется значение коэффициента фильтрации (ослабления) им n-й гармоники где UnВХ и UnВЫХ – амплитуды n-й гармоники на входе и выходе фильтра.

В соответствии с (2.10) коэффициент гармоник, характеризующий качество выходного напряжения АИ [3], определяется по формуле:

где U1, U2, U3 и Un – величины действующих напряжения гармоник.

Поскольку фильтр проектируется из условия максимального подавления высших гармоник, то КФ 1 для n 1 и КФ 1 для n = 1.

Согласно [3], для обеспечения непрерывного тока заданное значение коэффициента гармоник КГ может быть обеспечено при выполнении условия где ТК – период коммутации (длительность импульса и паузы).

Выражение (2.12) позволяет при выбранной частоте широтноимпульсной модуляции (ШИМ) и заданном значении коэффициента гармоник КГ определять параметры выходного фильтра АИ (LФ и CФ, см. рисунок 2.5, а). Чтобы не возникала возможность возникновения резонансных явлений, необходимо выполнение следующего условия На первом этапе индуктивность выходного фильтра можно определить, исходя из условия где Umax – максимальное значение входного напряжения; fК – частота коммутации; I1 – амплитуда первой (основной) гармоники.



Далее из (2.12) определяется мкость СФ конденсаторов выходного фильтра АИ (см. рисунок 2.5, а).

Полученные значения LФ и СФ проверяются на соответствие требованиям по невозникновению резонанса по (2.13) или может быть использовано условие где IНmax – значение максимального коммутирующего тока нагрузки;

UНmax – допустимое максимальное отклонение напряжения на нагрузке.

Если условие (2.15) не выполняется, то следует увеличить мкость конденсаторов фильтра СФ. При этом необходимо помнить, что увеличится масса выходного фильтра АИ. Кроме того, дополнительные ограничения могут быть вызваны допустимым значением пульсаций на конденсаторах, требованиями по качеству регулирования и др. В этих случаях также необходимо уточнять параметры выходного фильтра, варьируя преимущественно мкостью конденсатора СФ и параметрами системы регулирования [3].

Наличие в схеме выходного фильтра АИ (рисунок 2.12, а) индуктивности LФ, включнной последовательно с силовой схемой АИ и нагрузкой, улучшает обеспечение селективности защит выходных фидеров от коротких замыканий в их нагрузках. Ёмкость конденсаторов СФ выходных фильтров создат дополнительную токовую нагрузку элементов силовой схемы АИ, поэтому иногда целесообразно е реакцию компенсировать. К примеру, если характер нагрузки близкий к активной, то мкость конденсаторов фильтра СФ создат дополнительную мощность на выходе преобразователя где f1 – частота первой гармоник выходного напряжения; U1 – действующее значение первой гармоники выходного напряжения.

Для компенсации реактивной мощности (2.16) необходимо параллельно конденсатору выходного фильтра СФ включить катушку индуктивности LК (рисунок 2.12, б), обеспечивающую возникновение резонанса токов на основной гармонике Структура фильтра, приведнная на рисунке 2.12, б, обеспечивает реализацию лучших массогабаритных показателей АИ. Однако целесообразность е использования определяется на основе оптимизации силовой схемы АИ. Не рекомендуется применение дополнительной компенсирующей индуктивности LФ для АИ мощностью меньше 1 кВт, поскольку это приведт к ухудшению их энергетических показателей [3].

Кроме выходного фильтра, на входе АИ, как правило, устанавливается входной фильтр, выполняющий функцию снижения уровня пульсаций входного напряжения АИ. Это обусловлено коммутацией силовых полупроводниковых приборов. Входной фильтр содержит блок конденсаторов, подключнных параллельно входным выводам АИ (рисунок 2.13) [43].

C ВХ CC ZH

Рисунок 2.13 – Схема подключения входного фильтра автономного инвертора Ёмкость конденсаторов СВХ при ШИМ выходного напряжения определяется из условия где IН – действующее значение тока нагрузки; UCm – амплитуда переменной составляющей на конденсаторе СВХ.

Формула (2.18) справедлива, если k 1. Известно, когда то погрешность в оценке требуемого значения мкости конденсатора СВХ не будет превышать 10 % [3]. Если же не выполняется условие (2.19), то расчт проводится по более точной формуле:

где LВХ – катушка индуктивности, включающаяся на входе АИ (рисунок 2.13), предназначенная для ослабления переменной составляющей тока;

I1m – амплитудное значение первой гармоники тока нагрузки; UC1m – амплитудное значение переменной составляющей на конденсаторе СВХ.

В общем случае при расчте параметров входного фильтра АИ должны соблюдаться следующие условия:

Если рассчитанные параметры входного фильтра не обеспечивают выполнение условия (2.19), следует увеличить мкость входного конденсатора СВХ.

2.6 Разработка устройств, обеспечивающих параллельную работу автономных инверторов Подключение к ТВМП нескольких АИ, каждый из которых работает от своего источника, и использование рассмотренных в п. 2.2 принципов работы АИ от одного источника может обеспечить параллельную работу АИ через один ТВМП и если нужно, увеличить выходную мощность устройства. Особенностью конструкции СУ такой схемы является то, что она должна содержать блок синхронизации, осуществляющий сдвиг напряжения на выходах параллельно работающих АИ, с целью формирования кругового вращающегося магнитного поля.

Функциональная схема устройства, обеспечивающее параллельную работу инверторов, приведена на рисунке 2.14. На рисунке 2.15 – показаны диаграммы напряжений, поясняющие принцип работы АИ по стабилизации напряжения. Который заключается в изменении сдвига фаз выходных напряжений однофазных АИ относительно друг друга, включнных на параллельную работу.

Рисунок 2.14 – Функциональная электрическая схема устройства для обеспечения параллельной работы автономных инверторов на ТВМП Устройство для обеспечения параллельной работы АИ содержит выводы 1, 2 и 3, 4, к которым подключаются источники напряжения постоянного тока однофазных автономных инверторов АИ1 и АИ2, соответственно. Система управления СУ обеспечивает параллельную работу инверторов АИ1 и АИ2 и стабилизацию напряжения на нагрузке. В состав системы управления входят:

задающий генератор пилообразного напряжения ГПН, трансформаторновыпрямительный блок ТВБ, формирователь импульсов ФИ и распределитель импульсов РИ. Силовые выходы АИ соединены с первой и второй первичными обмотками трансформатора с вращающимся магнитным полем ТВМП, которые размещены на его тороидальной части. К первой и второй первичным обмоткам W11, W12 выводы инверторов присоединены непосредственно, а к третьей и четвертой первичным обмоткам W13, W14 – через фазосдвигающие конденсаторы C1 и C2. При этом каждая первичная обмотка W13 и W смещена в пространстве относительно первичных обмоток W11 и W12 соответственно на угол 90о.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 11 |
 

Похожие материалы:

« САМСОНОВ Юрий Алексеевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОНОРЕЛЬСОВЫХ ВНУТРЕННИХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ПРЕДПРИЯТИЙ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ЛИНЕЙНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 1 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель доктор технических наук, профессор А.П. Епифанов Санкт-Петербург – Пушкин - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………….………5 ГЛАВА ...»

« БАРАКИН Николай Сергеевич ПАРАМЕТРЫ ОБМОТКИ СТАТОРА И РЕЖИМЫ АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА, ПОВЫШАЮЩИЕ КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПОЧВЕННОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ Специальность: 05.20.02. - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ...»

«СПИРИДОНОВ АНАТОЛИЙ БОРИСОВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДРАЖИРОВАНИЯ СЕМЯН ЛЬНА-ДОЛГУНЦА Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: д.т.н., профессор Касаткин Владимир Вениаминович Ижевск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………. 5 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА…………………………………………. 8 1.1 Состояние и перспективы развития льняного ...»

« ВОЛКОВ ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ РАЗРАБОТКА РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СПОСОБА МЕХАНОАКТИВАЦИИ ВИТАМИНИЗИРОВАННОЙ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ Специальность: 05.20.02. – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: д.т.н., профессор Беззубцева М.М. Санкт-Петербург 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………. 4 Глава 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ...»

« Еремочкин Сергей Юрьевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОБИЛЬНЫХ МАШИН В АПК НА ОСНОВЕ ВЕКТОРНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Халина Т.М. Барнаул - 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Введение Глава 1. Обоснование выбора типа электродвигателя и анализ существующих методов ...»

« Хныкина Анна Георгиевна ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ НИЗКОВОЛЬТНОГО АКТИВАТОРА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЛУКА Специальность: 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель к.т.н., доцент кафедры физики Рубцова Елена Ивановна Ставрополь 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ стр. ВВЕДЕНИЕ 4 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ 10 1 ПРЕДПОСЕВНОЙ ...»

« ВАЛЕЕВ РУСЛАН АЛЬФРЕДОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЛУЧЕНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕТОДИОДНЫХ УСТАНОВОК Специальность 05.20.02 – электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: 1 Доктор технических наук, профессор Кондратьева Н.П. Ижевск 2014 2 Оглавление ВВЕДЕНИЕ 1.АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ МЕРИСТЕМНЫХ РАСТЕНИЙ И ИСТОЧНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ...»

« Нигматулин Ильдар Дагиевич ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ, ОСНАЩЕННЫХ ГАЗОБАЛЛОННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук. Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Володин В.В. Саратов – 2014 2 Содержание СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1 1.1 Системы ...»

« Кожевников Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОГО КОТЕЛЬНОГО БИОТОПЛИВА ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМ И НЕФТЕХОЗЯЙСТВ 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства Диссертация на соискание степени кандидата технических наук научный руководитель: д.т.н., профессор, академик РАСХН, заслуженный деятель науки РФ Стребков Д.С. Москва – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение ………………………………………………………………………………………. 6 Актуальность ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.