книги / Преобразование и стабилизация параметров электроэнергии

вестным и широко используемым вариантом преобразования неуравнове­

шенной системы в уравновешенную является выпрямление однофазного

напряжения.

УД 621.314

Б.П.Борисов, И.М.Мустафа, С.И.Таранушонко

ИССВД0ВАШ1Е ТИРИСТОРНОГО РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

ПРИ РАБОТЕ НА МАБШТОСВЯЗАННЫЕ ИНДУКТИВНЫЕ НАГРУЗКИ

Анализируется работа тиристорного регулятора напряжения с фазовым

гие магнитной связи между обмотками на глубину регулирования тока при обеспечении его непрерывности,

Внекоторых случаях для питания электромагнитов переменного напря­ жения, в том числе и в магнитодинамических установках, используют встречно включенные тиристоры-с фазовым управлением. При этом ре­ гулирование тока в цепи осуществляется изменением длительности проводящего состояния вентилей и предполагает прерывание тока на­ грузки. Если электромагнит переменного тока используется в элект­ родинамических преобразователях энергии, например в.магнитодина­ мических установках (МЩУ), то ре­ жим прерывистых токов, являющий­ ся следствием фазового управле­ ния тиристорами, вызывает повы­ шение вибрации жццкометалличеокого рабочего тела и конструк­ ции самой установки. Средством

снижения уровня вибраций в МЩУ может быть переход к регулиро­ением на магнитосвязашше индуктивные нагрузки. Исследовано

ванию с непрерывным током в на­ Рио. 4

грузке. Создать этот режим можно либо фильтрацией напряжения после

тиристорного регулятора, либо самим преобразователем, принцип дей­ ствия которого исключал бы режим прерывистых токов. Фильтрация на­

пряжения на выходе тиристорного регулятора путем установки парал­ лельно электромагниту фильтрующей емкости приводит к тому, что фа­

Во второй ветви ток протекает аналогично току в первой ветви,

но сдвинут относительно него на угол

Амплитуда первой гармоники результирующего тока определяется

лей одновременно исключена, действие магнитной связи М между полу-

обмотками не проявляется. При этом амплитуда тока Im в приведен­

ных выше выражениях определяется для случая М = О и принимает зна­

величина тока остается неизменной, не зависящей бт угла управле­ ния сС, и определяется лишь сопротивлением нагрузки и величиной приложенного к ней напряжения. Характер изменения первой гармони­

деления электромагнитной энергии меаду ветвями схемы регулировоч­

снятые экспериментально на действующей установке ВДН-6С. Кривые

ное в эксперименте значение коэффициента связи между полуобмотка-

зить вибрации установки и улучшить энергетические показатели си­ стемы питания за счет уменьшения коэффициента искажения потребляе­

Приведены аналитические выражения для определения энергетических параметров в системах питания магнитодинамических установок с уче­ том магнитных связей их электромагнитных систем.

Магнитодиномические установки (МДУ ) имеют ряд конструктивных осо­ бенностей, которые необходимо учитывать при проектировании элект­ рической части установок и разработке систем их питания. Наиболее существенным при этом является зависимость производительности ВДУ от соотношений величин и фаз токов, индуктируемых ее магнитосвя­ занными несимметричными электромагнитными системами в жидкометал­

< +270°. При встречном включении систем МНУ условием передачи а к-

ление мощностей в МНУ. которые необходимо учитывать при расчете их электромагнитных систем и систем питания при различных значе­ ниях Ас и Х0 . Изменение величины и знака существенно сказывается 106

щие в целом представление об изменении энергетических соотношений

в системах ВДУ для различных М.

Для рассмотренных случаев приведена диаграмма пульсирующих

мощностей» на которой за ооь отсчета принято напрявление вектора

Анализ результатов расчета показывает, что игнорирование магнит­

ных связей электромагнитных систем ВДУ может привести к большим ошибкам при оценке их энергетических характеристик* Изменяя вели­

чину ïm и знак при нем, можно получить большое разнообразие ре­

существенного увеличения мощностей реактивных электричеоких эле­ ментов (например, конденсаторов) для компенсации ^ . Так, из ри­

сунка видно, что компенсация самого большого из рассмотренных слу­ чаев вектора (+М) может быть произведена простым подключенная

одного емкостного элемента на напряжение Ûg , что обеспечивает

как симметрию токов в питающей сети, так и йолнуто компенсацию ре­

.двумя реактивными элементами. При этом случай (+М) обеспечивает

максимум активных мощностей, выделяемых в систолах ВДУ.

Таким образом, приведенные уравнения позволяют с учетом маг­

нитных связей определять и оптимизировать энергетические соотноше­

ния параметров электромагнитных систем ВДУ и систем их питания.

Ш624 .314

В.Н.ЗажирКо, В .Г.К авко, Б.В.Христолюбов

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ РЕЛЕЙНОГО РЕГУЛЯТОРА ФАЗНЫХ ТОКОВ ДВИГАТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ ПОТЕРЬ

Решена задача оценки дополнительных потерь, определяемых специфи­ кой закона управления инвертором при реализации скользящего режи­ ма релейного регулятора.'Получены результаты, которые можно ис­ пользовать при выборе параметров релейного регулятора фазных то­ ков электромеханического преобразователя.

В современном электроприводе широкое применение получил принцип

частотно-токового управления машинами переменного тока, обеспечи­

этом силовой преобразователь выполняет функции регулятора фазных токов. Высокая точность формирования заданной кривой тока может

быть достигнута при использовании релейного регулятора, работаю­ щего в скользящем режиме (СР).

Рассмотрим .условия существования СР регулирования фазных то­

ков бесконтактного синхронного электромеханического преобразова­ теля с учетом требования локализации изменений частоты переключе­ ний силовых ключей инверторов в заданном частотном диапазоне. Сравнение СР и широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с пропорциональ­ ным регулированием тока показало, что СР обеопечивает лучшие пока­

затели статической точности регулирования. Использование ПИ-регу-

ляторов тока с ШИМ малоэффективно ввиду синусоидального характера задающего воздействия и ухудшает динамические показатели регу­ лятора.

При двусторонней проводимости автонбмного источника постоян­

ного напряжения симметричный закон управления диагональными ключа­

ми моотового инвертора, реализуемый в СР, позволяет, осуществить

рекуперацию энергии в источник на интервалах торможения двигателя. Получены условия возникновения режима рекуперации в виде ограниче­ ния на величину частоты вращения двигателя в момент началатормо­ жения.

Решена задача оценки дополнительных потерь, учитывающих спе­

цифику закона управления инвертором при реализации СР. В отличие

от ШИМ частота переключений силовых элементов инвертора является величиной переменной, закон изменения которой во времени определя­

ется заданной формой кривых фазных токов и противоЭДС двигателя. Число переключений на периоде изменения задающего сигнала зависит от величины среднего периода переключений*.

Потери на переключение при синусоидальном характере токов и

Дополнительные потери от высших, гармоник тока при линейной

аппроксимации кривой пульсаций тока не зависят от числа переклю­

чений:

(3)

вде г - активное сопротивление фазной обмотки.

Соотношения М )-(З ) позволяют определить ширину петли гисте­

резиса релейного элемента âhrQ , соответствующую минимуму допол­

нительных потерь:

Полученные результаты можно использовать при выборе парамет­

ров релейного регулятора фазных токов бесконтактного синхронного

электромеханического преобразователя.

УДК 6 2 i .3 I i .2 4

А.А.Брыль, В.И.Валенко, 0 . Г.Денисенко, П.П.Пекур.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ' С ВЕРТОЛЕТНЫМИ ЛОПАСТЯМИ

Приводятся результаты натурных экспериментов по определению энер­ гетических характеристик ветроэлектрической установки с вертолет­ ными лопастями, оснащенной генератором постоянного тока. Резуль­ тирующий. КГЩ установки при работе с оптимальным углом заклинения лопастей ветроколеса составляет 0 ,3 - 0 ,3 3 . При скорости ветра 7 ,7 м/с установка генерирует мощность 1 7 кВт.

Использование ветроэлектрических установок (ВЭУ) для энергоснаб­

жения объектов в удаленных и труднодоступных районах приобретает

важное значение в связи с дефицитом органического топлива и боль­

шими аранспортными расходами на его доставку.. Широкомасштабное

внедрение ВЭУ в народном хозяйстве страны возможно только при на­

личии установок, обладающих высокими энергетическими, .эксплуата­

ционными и экономически^

На опытном полигоне Института электродинамики АН УССР* со­

здана экспериментальная многоагрегатная ветроэлектрическая стан­

ция из восьми ВЭУ номинальной мощностью 20 кВт Д 7 . Калщая у ста -