Габаритная мощность трансфильтра относительно мощности нагрузки

При сопоставительном анализе альтернативных решений ТИН необходимо знать оценку габаритной мощности трансфильтра в долях от мощности нагрузки.

Найдем мощность нагрузки (по основной гармонике), выраженную через напряжение питания Е_П . Поскольку значение основной гармоники фазного напряжения не зависит от наличия или отсутствия нулевого провода, то его проще всего определить из модели (6-59). Найдем амплитуду этого напряжения:

(6-67)

а затем и действующее его значение:

(6-68)

Тогда искомая мощность будет определяться следующим выражением:

(6-69)

Полученные выражения (6-57г) и (6-69) позволяют определить относительную габаритную мощность трансфильтра:

(6-70)

Таким образом, габаритная мощность трансфильтра составляет 10,54% от мощности нагрузки.

Выводы

Использование способа ВВФ выходного напряжения при синтезе ТИН с МКП позволяет:

– наращивать выходную мощность при использовании недостаточно мощных ключевых элементов (КЭ);

– уменьшать искажения выходного напряжения (и одновременно улучшить показатели по ЭМС) за счет его аппроксимации способом АИМ (а не ШИМ) без увеличения частоты коммутации КЭ, которые работают на (низкой) выходной частоте ТИН;

– использование для регулирования выходного напряжения простейшего, рассмотренного в разделе 3.2. способа, лишь в 2 раза увеличивает частоту коммутации КЭ;

– системное проектирование 2ВВФ-ТИН+3-3TF_≈ совместно с электрической машиной позволяет отказаться от использования сетевых согласующих трансформаторов и значительно (в 4,3 раза) снизить габаритную мощность электромагнитного узла подобного класса, который используется здесь в другом качестве – для реализации функции суммирования токов. В зависимости от мощности снижение массы электромагнитного узла должно быть не менее, чем в 2,5÷3 раза;

– особенность принципа работы трансфильтров в том, что функцию суммирования токов каналов они выполняют при одновременном выравнивании значений токов каналов. Наиболее просто это свойство трансфильтров можно объяснить, применив закон полного тока (иначе – закон равенства ампер-витков);

– анализ режима работы трансфильтров показал, что для их расчета могут использоваться традиционные методики проектирования трансформаторов напряжения при несинусоидальной форме питающего напряжения (см., например, [6-5], [6-6];

– использование при синтезе оптимального значения параметра β=36º вместо принятого здесь значения β=30º приводит к некоторому дальнейшему улучшению качества выходного напряжения, одноко содержание основной гармоники в выходном напряжении при этом несколько снижается, так что вопрос выбора рационального значения угла β должен обосновано решаться в каждом конкретном случае применения.

Контрольные вопросы и задания

1. Будет ли одним и тем же содержание основной гармоники в схеме на рис.6-16 при наличии нулевого провода и при его отсутствии? Ответ обосновать.

2. Если при разработке мощной ЭЭМС имеется возможность системного ее проектирования, то какую структуру ТИН с многоканальным преобразованием целесообразнее по критерию минимума массы использовать: на основе суммирования выходных напряжений каналов или на основе суммирования выходных токов каналов? Ответ логически обосновать.

3. Из каких соображений угол β устанавливают в соответствии с выражением (6-48)?

4. Доказательно определить численное значение коэффициента гармоник выходного напряжения ТИН, показанного на рис.6-17 для двух случаев:

– при наличии нулевого провода;

– и при его отсутствии.

А также поострить спектрограммы напряжения для этих случаев с учетом ближайших 15 гармоник.

6.6.5. ТИН с двухканальным преобразующим трактом
и комбинированным алгоритмом
2ВВФ(ДШИМ)-ТИН+3-2TF_≈)

Для улучшения качества результирующего выходного напряжения в двухканальной структуре ТИН по рис.6-16 (без изменения его структуры) одновременно с алгоритмом ВВФ дополнительно в каждом из каналов можно улучшить спектр напряжения за счет использования для его формирования алгоритма ДШИМ по трапецеидальному закону – рис.6-18. Фазовый сдвиг δ между напряжениями каналов в этом случае уменьшается. Он определяется значением тактовой частоты ДШИМ.

В данном конкретном случае этот угол равен δ= π/20.

К достоинствам комбинированного способа формирования выходного напряжения следует отнести также увеличенное значение рабочей частоты трансфильтра, что на этапе проектирования позволяет улучшить его массогабаритные показатели.

Модельное описание напряжений каналов с ДШИМ и результирующего напряжения получено и приведено в [0-1].

Контрольные вопросы

1. С какой целью при реализации алгоритма ДШИМ в каждом канале ТИН используется трапецеидальный закон модуляции?

2. Почему нельзя применить в одноканальном ТИН на базе мостовой схемы более эффективный по критерию искажений алгоритм ОШИМ?

3. В какой структуре одноканального ТИН может быть реализован алгоритм ОШИМ?

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: