.
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:
Другие работы по теме:
Трансформаторы
Понятие трансформатора, его сущность и особенности, принцип работы и назначение. Классификация и разновидности трансформаторов, их характеристика и отличительные черты. Режимы работы различных трансформаторов, методика увеличения их производительности.
Электрические цепи постоянного тока 2
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» Кафедра ЭЭП
Переменный ток
Переменный ток Установившиеся вынужденные колебания можно рассматривать как протекание в цепи, обладающей емкостью С, индуктивностью L и активным сопротивлением R, переменного тока. Под действием внешнего напряжения
Основы электротехники
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДЕПАРТАМЕТ КАДРОВОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ЗАОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Основы электротехники
Расчет электрических параметров однополупериодного выпрямителя с активным сопротивлением нагрузки при питании от источника синусоидального напряжения. Изображение механической характеристики двигателя пускового, максимального и номинального моментов.
Рассчет параметров электропривода
Данные двигателя постоянного тока независимого возбуждения со стабилизирующей обмоткой быстроходного исполнения. Расчет параметров электропривода. Коэффициент усиление тиристорного преобразователя. Структурная схема системы подчиненного управления.
Исследование биполярного транзистора
Получение входных и выходных характеристик транзистора. Включение биполярного транзистора по схеме с общим эмиттером. Проведение измерения тока базы, напряжения база-эмиттер и тока эмиттера для значений напряжения источника. Расчет коллекторного тока.
Электрический преобразователь давления
Сущность, конструкции и принцип действий преобразователей сигналов, обозначение их параметров. Строение и назначение манометра САПФИР – 22ДИ, а также особенности поступления электрического сигнала к нему. Принцип действия различных видов преобразователей.
Операционный усилитель
Лабораторная работа №2 Операционный усилитель Цель работы: Ознакомиться с основными характеристиками операционных усилителей, исследовать некоторые устройства построенные на ОУ
Расчет надежности элементов автоматики
Одними из главных в системе технических показателей для средств электрификации и автоматизации являются показатели надежности их работы. От их значения в большей степени зависят производительность, КПД, и экономическая эффективность применения данных технических средств. Выход из строя технологического электротехнического оборудования приводит к нарушению технологических процессов, недовыпуску продукции нерациональному расходованию трудовых и материальных ресурсов, увеличение затрат на ремонт и содержание техники.
Силовые преобразовательные устройства
Выбор вентилей в схеме регулирования напряжения нагревателей электропечи. Расчет индуктивность дросселя, установленного в цепи преобразователя электродвигателя при некотором значении минимального тока. Инверторный режим нереверсивного преобразователя.
Инвертор. Принцип работы, разновидность, область применения
Электрическая схема, рабочие фазы и формы выходных сигналов последовательного инвертора. Базовая схема параллельного инвертора. Мостовые инверторы, однофазный полумостовой инвертор с RLC – нагрузкой и инвертор Мак-Мюррея (инвертирующий преобразователь).
Согласованная линейная фильтрация сигналов
Целью данной работы является ознакомление с принципом действия согласованного фильтра и исследование возможностей его применения для оценки параметров выделяемых сигналов
Разработка системы автоматического управления
Система должна позволять вести мониторинг в реальном времени таких параметров как: токи, напряжения, мощности вводных и отходящих фидеров, положение двери, температуры, положение автоматических выключателей. Так же позволяла дистанционно включать и отключать автоматические выключатели
Электротравма
Поражение может произойти при одновременном касании двух проводов электропроводки; в большинстве случаев один из полюсов заземлен, при этом достаточно касания незаземленного полюса при хорошем контакте с землей.
Низкочастотный усилитель напряжения
Расчет элементов усилителя напряжения низкой частоты Амплитуда входного сигнала 1 мВ Сопротивление генератора входного сигнала 5 кОм Амплитуда выходного сигнала 5 В
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.
Расчет слухового аппарата
1 Электрический расчёт усилителя на биполярном транзисторе И с х о д н ы е д а н н ы е : 1 Напряжение источника питания Еист=2,5В; 2 Амплитуда напряжения на нагрузке , равная амплитуде входного напряжения следующего каскада UH=0.2В;
Усилители
Практическое занятие №12 Изучение методов измерения основных параметров операционных усилителей Характеристики операционного усилителя. Цели:
Диодные ограничители
Изучение работы диодных ограничителей. Схема диодного ограничителя по min или снизу. Осциллограмма ограничения отрицательной половины входного напряжения на уровне 0,4 и 0,6 В, положительной на 0,6 В и отрицательной на 0,6 В половины входного напряжения.
Моделирование электрических цепей с нелинейными элементами
Моделирование схем с резистивным нелинейным элементом. Исследование характеристик транзистора. Графический ввод, редактирование и анализ принципиальных схем в режимах анализа переходных процессов, частотного анализа и анализа в режиме постоянного тока.