WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 11 |

Автономный инвертор, повышающий эксплуатационные характеристики солнечных электростанций апк

-- [ Страница 6 ] --

Кроме того, первичная обмотка W12 смещена в пространстве относительно первичной обмотки W11 и четвертая первичная обмотка W14 – относительно третьей первичной обмотки W13 на угол 180о. Вторичные обмотки WA, WB и WC размещены на сердечнике трансформатора. При этом вторичные обмотки сдвинуты в пространстве друг относительно друга на 120 о, образуя трехфазную симметричную систему напряжений. Выводы вторичных обмоток подключены к трехфазной нагрузке Н.

Однофазные напряжения инверторов прикладываются к первичным обмоткам W11–W14 и фазосдвигающим конденсаторам C1 и C2. Так как первичные обмотки W11, W13 и W12, W14, к которым подключены автономные инверторы АИ1 и АИ2, включены согласно друг относительно друга, то магнитные потоки создаваемые этими потоками в тороидальной части ТВМП, будут суммироваться. В результате чего во вторичных обмотках трансформатора будет наводиться суммарная ЭДС двух инверторов.

Рисунок 2.15 – Диаграммы напряжений, поясняющие принцип работы АИ на ТВМП по стабилизации напряжения Система управления СУ обеспечивает стабилизацию напряжения следующим образом. Задающий генератор ГПН формирует пилообразное напряжение uЗГ (рисунок 2.15, а) с необходимой частотой для нагрузки, которое прикладывается к первому входу формирователя импульсов ФИ. Ко второму входу формирователя импульсов ФИ прикладывается постоянное напряжение uТВБ (рисунок 2.15, а) от трансформаторно-выпрямительного блока ТВБ, величина которого пропорциональна номинальному напряжению на нагрузке. На выходе формирователя импульсов ФИ формируются управляющие импульсы uУ (рисунок 2.15, б).

Когда uЗГ uТВБ, управляющие импульсы с углом 1 через распределитель импульсов РИ поступают на управляющие электроды транзисторов инверторов АИ1 и АИ2. На выходе инверторов формируются разнополярные импульсы (рисунок 2.15, в), которые прикладываются к выходным фильтрам инверторов. Они обеспечивают уменьшение напряжений высших гармоник и формируют синусоидальные напряжения u1 и u2 (рисунок 2.15, г) на первичных обмотках трансформатора.

Если, к примеру, напряжение на нагрузке снижается, то и уменьшается напряжение uТВБ на выходе трансформаторно-выпрямительного блока (рисунок 2.15, д). Уменьшится угол управления 2 и увеличится длительность сигналов, поступающих на управляющие электроды транзисторов АИ (рисунок 2.15, е, ж). В результате увеличивается напряжение u1 и u2 на выходе АИ (рисунок 2.15, з), что приведет к стабилизации напряжения на нагрузке.

Недостатком рассмотренного устройства является то, что включаться на параллельную работу может только чтное число однофазных АИ, работа которых должна быть синхронизирована, а также искажается магнитное поле при несимметричных режимах работы из-за использования в составе схемы фазосдвигающих конденсаторов. При работе на низких частотах (50–100 Гц), на силовых транзисторах возникают активные потери, имеющие повышенное значение, что приводит к перегреву полупроводниковых элементов, а также выходу их из строя.

На рисунке 2.16 приведена функциональная схема устройства для обеспечения параллельной работы автономных инверторов солнечных электростанций, на рисунке 2.17 – диаграммы напряжений, поясняющие принцип работы устройства для обеспечения параллельной работы автономных инверторов солнечных электростанций.

Рисунок 2.16 – Функциональная схема устройства для обеспечения параллельной работы автономных инверторов солнечных электростанций Устройство для обеспечения параллельной работы автономных инверторов солнечных электростанций состоит из: трансформатора с вращающимся магнитным полем, который содержит первичные обмотки.

Рисунок 2.17 – Диаграммы напряжений, поясняющие принцип работы устройства для обеспечения параллельной работы автономных инверторов солнечных электростанций Они имеют среднюю точку и сдвинуты в пространстве друг относительно друга под углом 90о; три вторичные обмотки, размещнные под углом 120о и соединенные по схеме «звезда» (рисунок 2.17). Выходы вторичных обмоток являются выводами устройства А, В, С и предназначены для подключения трехфазной нагрузки. Входы вх 1.1 и вх 1.2 однофазного автономного инвертора АИ1, а также входы вх 2.1 и вх 2.2 второго однофазного автономного инвертора АИ2 служат для подключения к фотоэлементам солнечных электростанций, являющихся источниками напряжения постоянного тока.

Параллельно к входам вх 1.1, вх 1.2 и вх 2.1, вх 2.2 подключены входные конденсаторы С1 и С2. К началу и концу первой первичной обмотки ТВМП через эмиттер-коллекторные переходы транзисторов VT1 и VT2 подключены к клемме вх 1.1 первого источника напряжения постоянного тока. К началу и концу второй первичной обмотки ТВМП через эмиттерколлекторные переходы транзисторов VT3 и VT4 подключены к клемме вх 2.1 второго источника напряжения постоянного тока. Система управления первого однофазного АИ (СУ1) содержит генератор пилообразного напряжения ГПН1, формирователь импульсов ФИ1, датчик напряжения ДН1, распределитель импульсов РИ1, сумматор сигналов СС1. Система управления второго однофазного АИ (СУ2) содержит генератор пилообразного напряжения ГПН2, формирователь импульсов ФИ2, датчик напряжения ДН2, распределитель импульсов РИ2, сумматор сигналов СС2. Фазосдвигающее устройство (ФСУ) подключено ко входам генераторов пилообразного напряжения ГПН1, ГПН2 и производит синхронизацию работы АИ1 и АИ2, обеспечивая требуемый угол управления между выходными напряжениями однофазных АИ.

Трансформаторно-выпрямительный блок (ТВБ) подключн ко входам сумматоров сигнала обоих однофазных АИ, а также к выходам устройства А, В, С и формирует ведущий сигнал управления для обеспечения выходного напряжения требуемой величины. Генератор высоких частот ГВЧ формирует сигнал ШИМ.



Устройство для обеспечения параллельной работы автономных инверторов солнечных электростанций работает следующим образом.

Напряжение постоянного тока от источников напряжения постоянного тока подается к входным зажимам вх 1.1, вх 1.2 и вх 2.1, вх 2.2 автономных инверторов АИ1 и АИ2. При попеременной работе транзисторов VT1 и VT2, VT3 и VT4 в первичных обмотках ТВМП, протекает ток который наводит переменные магнитные потоки Ф1 и Ф2 в магнитопроводе ТВМП (рисунок 2.17, д, е).

Магнитные потоки Ф1 и Ф2 образуют круговое вращающееся магнитное поле с суммарным магнитным потоком Ф1 (рисунок 2.17, ж) действие которого наводит трхфазную систему ЭДС на выходах устройства А, В, С.

При дестабилизирующих факторах на входных зажимах вх 1.1, вх 1.2 и вх 2.1, вх 2.2, а также выходах А, В, С системы управления СУ1 и СУ2 обеспечивают стабилизацию выходного напряжения. Источник управляющих сигналов ФСУ задат начальный угол кривой генератора пилообразного напряжения ГПН1 1 = 0, и для генератора пилообразного напряжения ГПН 1 = /2.

Система управления СУ1 работает следующим образом. Генератор пилообразного напряжения ГПН1 генерирует опорный сигнал uГПН1 (рисунок 2.17, а), который поступает на первый вход формирователя импульсов ФИ1.

Сумматор сигналов СС1 формирует сигнал uСС1=(uДН1 + uТВБ)/2, который поступает на второй вход формирователя импульсов ФИ1. При сравнении двух сигналов uСС1 и uГПН1, в случае когда uГПН1 uСС1 формируется управляющий сигнал uФИ1 (рисунок 2.17, б), который через распределитель импульсов РИ поступает на управляющие электроды транзистора VT1 или VT2 поступает сигнал ШИМ (рисунок 2.17, в, г). Аналогично системе управления СУ1 работает система управления СУ2. На выводах распределителя импульсов РИ формируются импульсы управления транзисторов VT3 и VT4.

При снижении уровня напряжения на выходах устройства А, В, С уменьшается напряжение uТВБ и, как следствие, величина сигнала uСС систем управления СУ1 и СУ2 (рисунок 2.17 з). Тем самым увеличивается время открытого состояния транзисторов однофазных автономных инверторов АИ1 и АИ2, что увеличивает величину суммарного магнитного потока от Ф2 до Ф’2 (рисунок 2.17, к) и, соответственно, напряжение на выходах устройства А, В, С.

При снижении уровня входного напряжения одного из однофазных автономных инверторов АИ1 или АИ2, уменьшается уровень напряжений uДН или uДН2 и, как следствие, величина сигнала uСС1 или uСС2 (рисунок 2.17 л, показано для системы управления СУ1). Тем самым увеличивая время открытого состояния транзисторов однофазного автономного инвертора АИ или АИ2, соответственно, что увеличивает величину магнитного потока от Ф1 до Ф’1 (рисунок 2.17, н, показано для системы управления СУ1). Это в свою очередь стабилизирует величину суммарного магнитного потока Ф.

При этом другая система управления работает без изменений.

Новизна технического устройства для обеспечения параллельной работы автономных инверторов солнечных электростанций подтверждена патентом РФ [73].

2.7 Выводы по второй главе 1. Рассмотрены особенности конструкции и работы ТВМП в составе АИ.

2. Раскрыты недостатки известных технических решений АИ, выполненных с использованием ТВМП, основными из которых являются: относительно сложная система управления и защиты, а также ограниченный диапазон стабилизации напряжения, сложность изготовления конструкции ТВМП в схемах АИ, в которых применяются фазосдвигающие конденсаторы, в несимметричных режимах работы искажается форма магнитного поля, при работе на низких частотах (50–100 Гц), на силовых транзисторах возникают активные потери, имеющие повышенное значение, что приводит к перегреву полупроводниковых элементов, а также выходу их из строя.

3. Разработана конструкция обмоток однофазно-трхфазного ТВМП и функциональная схема АИ, выполненная на базе ТВМП, в которой преобразуется напряжение, поступающее от источника постоянного тока на первичную обмотку со средней точкой, в трхфазную симметричную систему напряжений посредством ШИМ-модуляции и предложенной конструкции обмоток ТВМП. Разработанная функциональная схема АИ на ТВМП обеспечивает стабилизацию выходного напряжения в несимметричных режимах работы.

4. Разработана функциональная схема устройства, обеспечивающего параллельную работу АИ, которая выполнена на базе предложенной конструкции ТВМП.

5. Новизна технических решений АИ и устройств для обеспечения параллельной работы АИ подтверждена патентами РФ.

6. Рассмотрены основные аналитические выражения по расчту фильтров и аналитические выражения, показывающие зависимость параметров АИ от выходного напряжения и нагрузки. Приведены формулы и методы адаптированные для расчта предложенной схемы ТВМП. Проанализированные методики и формулы позволяют повысить эффективность предпроектных работ по разработке АИ.

3 РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ КРИТЕРИЕВ ЭФФЕКТИВНОСТИ

АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

3.1 Расчт КПД и массогабаритных показателей Расчт основных технических характеристик АИ на ТВМП производится на основании методик, приведнных в главе 2. Для АИ мощностью 1 кВт входное напряжение постоянного тока составляет 12В, выходное трхфазное напряжение переменного тока – 220/380 В с частотой 50 Гц, выбран ТВМП выполненный на магнитной системе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором АИР 100 L6, основные результаты расчета которого приведены в таблице 3. Таблица 3.1 – Параметры ТВМП Следующим этапом расчта является выбор силовых транзисторов. При использовании транзисторов в силовой цепи АИ необходимо предусматривать защиту не только от аварийных режимов работы, но и от обратных токов, возникающих при нормальной работе. Сейчас наибольшее распространение получили IGBT-транзисторы, имеющие улучшенные ЭТХ в сравнении с известными моделями транзисторов [77].

Для разработанной схемы АИ выбран транзистор IGBT 20GN60BDQ1G, параметры которого приведены в таблице 3.2.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 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.