Двухтактный способ импульсного повышения выходного напряжения автономного инвертора тока

И. А. МУХАМАТШИН

Новоуральский государственный технологический институт

ДВУХТАКТНЫЙ СПОСОБ ИМПУЛЬСНОГО ПОВЫШЕНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ АВТОНОМНОГО
ИНВЕРТОРА ТОКА

Предлагается способ импульсного повышения выходного напряжения автономного инвертора тока (АИТ) для перевозбуждения синхронно-гистерезисных двигателей (СГД).

Для систем электроснабжения (СЭС) разделительного производства применяются преобразователи частоты типа СПЧС на базе тиристорного АИТ. Такие преобразователи для своего времени были передовыми, но в настоящее время они морально и технически устаревают. В [85] сделан анализ дальнейшего повышения эффективности такого энергоемкого производства, как разделительное производство тяжелых веществ. В частности приводится требование обеспечивать перевозбуждение СГД. СПЧС не способны обеспечить эффективного перевозбуждения СГД. Кроме этого СПЧС не удовлетворяют современным требованиям по электромагнитной совместимости (ЭМС).

Для решения обозначенных проблем предлагается следующее:

- использование вместо однооперационных тиристоров полностью управляемых ключей с односторонней проводимостью (RB-IGBT, IGCT);

- для управления ключами использовать ШИМ и релейные алгоритмы, позволяющие обеспечить требования ЭМС, быстродействие и качество процессов регулирования.

Благодаря использованию импульсно-модуляционных алгоритмов управления выходным напряжением АИТ, последний приобретает новые свойства по сравнению с тиристорным АИТ, в частности, возможность независимого от выпрямленного тока управления выходным напряжением путем изменения глубины модуляции. Данное свойство легло в основу предлагаемого двухтактного способа импульсного повышения выходного напряжения АИТ с целью перевозбуждения СГД. Принцип действия аналогичен работе повышающего преобразователя постоянного тока. Алгоритм двухтактного способа импульсного повышения напряжения на выходе АИТ определяется следующими действиями: 1) разомкнуть связь САР АИТ – САР АВТ по заданию на (); 2) увеличить для САР АВТ, при этом с увеличением автоматически уменьшается глубина модуляции АИТ; 3) увеличить задание на () САР АИТ до необходимого для перевозбуждения СГД; при этом энергия сглаживающего реактора в звене постоянного тока идет на увеличение , а снижается; 4) после достижения значения, которое было до запуска алгоритма перевозбуждения, устанавливается прежним, а снижается до номинального значения со скоростью при которой стабилизируется на одном уровне, т. е. фактически производится стабилизация снижением ЭДС АИТ; 5) после достижения номинального значения восстанавливается связь САР АИТ - САР АВТ по .

На рис.1 показан результат моделирования предлагаемого способа перевозбуждения СГД. Исследования показали возможность обеспечения необходимого подъема напряжения до 1.5-2 кратного значения без каких-либо усложнений силовой схемы преобразователя.

Рис.1. Результаты моделирования двухтактного способа импульсного повышения выходного напряжения АИТ

Список литературы

1. Тарасов состояния и направлений развития систем электропитания и электропривода газовых центрифуг // Автоматизация и прогрессивные технологии: Труды III межотраслевой научно-технической конференции. - Новоуральск: Изд-во НГТИ, 20 с.