Исследование и разработка индуктивно-емкостных источников питания

• Автор: Дозоров, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИИЯ, ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ, ПРИМЕНЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ИНДУКТИВНО-ЕМКОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА
1.1. Преобразователи источников напряжения в источники тока
1.2. Развитие схем источников неизменного тока
1.2.1. Схема Бушеро
1.2.2. Т-образные ИЕП
1.3. Области и перспективы применения систем неизменного тока
1.4. Классификация систем неизменного тока
Выводы:
2. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В ИСТОЧНИКАХ НЕИЗМЕННОГО ТОКА
2.1. Анализ электромагнитных процессов в однофазных ИЕП при работе на активную нагрузку
2.1.1. Исследование зависимости точности стабилизации тока нагрузки от величины сопротивления нагрузки
2.1.2. Исследование зависимости значения коэффициента мощности от величины сопротивления нагрузки
2.2. Анализ электромагнитных процессов в однофазных источниках тока при работе на мостовой выпрямитель
2.2.1 Исследование зависимости тока нагрузки от величины сопротивления нагрузки при работе источников тока на мостовой выпрямитель и активную нагрузку.
2.2.2 Исследование зависимости коэффициента мощности от величины сопротивления нагрузки при работе источников тока на мостовой выпрямитель и активную нагрузку
2.3 Анализ электромагнитных процессов в однофазных источниках неизменного тока при заряде больших стационарных аккумуляторных батарей
2.4. Анализ электромагнитных процессов в однофазных источниках неизменного тока при заряде емкостных накопителей
2.5. Сравнение массогабаритных показателей исследуемых схем
2.6 Анализ электромагнитных процессов в трехфазных ИЕП
Выводы:
3. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ В ТЕП
3.1. Анализ электромагнитных процессов в однофазных ТЕП при работе на активную нагрузку
3.1.1 Улучшение входных энергетических характеристик ТЕП
3.1.2. Исследование зависимости точности стабилизации тока нагрузки от величины сопротивления нагрузки
3.2. Применение ТЕП для заряда АКБ и больших емкостных накопителей
3.3. Трехфазные ТЕП
3.3.1. Магнитные системы трехфазных трансформаторов
3.3.2. Электромагнитные процессы в трехфазных ТЕП
3.4. Регулирование тока нагрузки ИЕП и ТЕП
3.4.1. Регулирование тока нагрузки путем изменения взаимоиндукгивности
3.4.2. Структурно-тиристорное регулирование тока нагрузки ИЕП
3.4.2. Регулирование тока нагрузки с помощью ШИР
3.5. Заряд емкостных накопителей
Выводы:
4. РАСЧЕТ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЕП И ТЕП
4.1. Методика расчета и проектирования однофазного ИЕП

4.2. Методика расчета трехфазных ИЕП
4.3. Расчет согласующих трансформаторов для ИЕП
4.4. Расчет дросселей для ИЕП
4.5. Расчет и проектирование трансформаторов для ТЕП
4.6. Экспериментальные исследования выходных характеристик источников при активной нагрузке
4.6.1 Т-образный ИЕП с магнитной связью
4.6.2. П-образный ИЕП
4.6.3. ТЕП
4.7. Исследование входных характеристик ИЕП при заряде АКБ
4.7.1. Входные характеристики Т-образного ИЕП при заряде АКБ
4.7.1. Входные характеристики ТЕП при заряде АКБ
4.8. Измерение реактивной мощности в схемах Бушеро, Бушеро с предустановленной
емкостью и Т-образном ИЕП
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В современной электротехнике широкое практическое применение находят системы неизменного (стабилизированного) тока, то есть системы распределения и потребления электрической энергии, обеспечивающие независимость тока нагрузки от величины сопротивления нагрузки. [1]. Интерес к таким системам обусловлен возможностями их применения во многих областях электротехники и инженерной электрофизики [2-5], которые условно можно подразделить на технические и экономические.
Применение систем стабилизированного тока (ССТ) в электроприводах позволяет получить новый технический эффект: электроприводы обретают оригинальные свойства управляемого «источника момента», что с успехом используется в различных электромеханических устройствах [6-7]. В электросварочной, электрометаллургической, плазменно-дуговой технологии новый технический эффект при применении ССТ для питания дуговых разрядов заключается в радикальном повышении статической и динамической устойчивости дуги как рабочего технологического органа, так и в улучшении ее воспроизводимости, условий инициирования, регулирования, увеличении износостойкости электродов. Именно этим объясняется интенсивное и все увеличивающееся проникновение этих систем в электротехнологическую практику [8-14].
Благодаря использованию индуктивно-емкостных преобразователей (ИЕП) ССТ получили значительное распространение в электротехнологической практике. Основные преимущества ИЕП - простота, надежность, экономичность [1,5]. Однако они имеют и недостатки: недостаточно хорошие массогабаритные показатели, сложность при осуществлении плавного регулирования тока в широких пределах и др. Данные недостатки были решены путем применения трансформаторноемкостных преобразователей (ТЕП) и новых схем регулирования выходного

Одна из наиболее важных и наиболее перспективных областей, где с успехом могут применяться и уже широко применяются системы неизменного тока, - электротермия. Электротермические установки - самые энергоемкие потребители предъявляют к источникам питания ряд специфических требований, из которых, безусловно, важнейшим является обеспечение устойчивости дугового разряда как носителя тепловой энергии в сложных и изменчивых технологических условиях. Применение здесь источников питания с характеристиками, близкими к характеристикам источников тока, можно пояснить следующими соображениями [30-35].
На рис. 1.22 изображена статическая вольтамперная характеристика дугового разряда, имеющая три участка: падающий (ЛВС), жесткий (СП), возрастающий фЕИ) и различные характеристики источников питания (1,2,
Рисунок 1.22. - Статическая вольтамперная характеристика дугового
разряда
3) Система «источник питания - дуга» может в первом приближении быть описана уравнением [36]:
где /р - значение тока в рабочей точке (например, в точке С); / - текущее значение отклонения тока от величины /р; 1!п - напряжение источника питания; С/д - напряжение на дуге; Ь индуктивность системы.

І2 ІЗ I
(1.31)