 Стабилизация выходного напряжения однофазных АИТ. Тема: МАСТЕРАМ Дата: 4.2.05 Однофазные параллельные и параллельно-последовательные автономные инверторы тока (АИТ) частотой 50, 200, 400 и 1000Гц находят широкое применение в автономных судовых и транспортных объектах. Например, при питании от низковольтных источников постоянного тока напряжением 12, 27 и 48В (в качестве которых в основном используют аккумуляторные батареи). Стабилизация выходного напряжения синусоидального АИТ (обычно 220В) осуществляется тиристорно-реакторными компенсаторами (ТКР) реактивной мощности [1]. Краилин В.Ф., Нестеров С.А., Сергеев В.В.
Практика показала, что в однофазных АИТ существенное влияние на массогабаритные показатели инвертора оказывает компенсирующий реактор ТРК. При стабилизации выходного напряжения АИТ происходит регулирование угла a ¹ 0 управления тиристорами ТРК, и по обмоткам компенсирующего реактора протекают разнополярные импульсы тока несинусоидальной формы, содержащие наряду с основной все нечетные гармоники высших порядков. Амплитудные значения 1, 3, 5 и 7-й гармоник в относительных единицах
где n - номер гармоники при различных углах a, приведены в [1] и показаны на рисунке 1. Известно, что величина удельных потерь в стали gст на частоте гармоник тока в реакторе и количество гармоник, которые следует учитывать, оказывают определяющее влияние на величину потерь
где Bn и fn - величина и частота индукции [2].
Исходя из изложенного, предлагается одна из наиболее эффективных мер для снижения мощности потерь в стали компенсирующих реакторов, заключающаяся в улучшении гармонического состава тока через реактор, при сохранении баланса мощностей в инверторе. Рассмотрим схему компенсатора, когда через реактор протекают не разнополярные импульсы тока, как в ТРК, а однополярные прерывистые. Их длительность регулируется фазовым углом управления a тиристоров компенсатора, через которые он подключен к выходу АИТ. С учетом известного выражения:
при разложении в ряд Фурье однополярных прерывистых импульсов тока получаем следующее выражение для амплитуд гармоник тока:
где n = 2, 4, 6... - номер гармоники тока. Амплитуда постоянной составляющей однополярных прерывистых импульсов тока:
На рисунке 2 представлены амплитуды гармоник тока через реактор в рассматриваемом компенсаторе в относительных единицах в зависимости от изменения угла a. На рисунке 1 Поскольку реакторы с магнитопроводами из стали выполняются с немагнитным зазором для обеспечения постоянства индуктивности при изменении амплитуды и частоты тока через реактор, то появление постоянной составляющей в токе реактора практически не изменяет его индуктивность. В то же время появление постоянной составляющей в токе реактора, соизмеримой по величине с амплитудой второй гармоники (рис. 2), приводит к тому, что сталь в магнитопроводе реактора начинает перемагничиваться по частному циклу, а при этом соответственно уменьшаются потери в стали. Дополнительные потери в обмотках реактора также уменьшаются вследствие преобладающего влияния второй (по отношению к частоте инвертора) гармоники тока, а не третьей, как в случае ТРК. Эффективность рассматриваемой схемы компенсатора возрастает с увеличением частоты АИТ. Рассматриваемый компенсатор реактивной мощности нашел практическое применение для стабилизации выходного напряжения однофазного АИТ мощностью 10кВА, частотой 400Гц. ЛИТЕРАТУРА
Эта статья взята с сайта ElectroMaster - электрика и сантехника .65 https://electromaster.ru URL этой статьи: https://electromaster.ru/article.php?storyid=97 |
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
- амплитуда действующего значения синусоидального тока при