Анализ и расчет корректоров коэффициента мощности на базе современных микросхем управления

• Автор: Серебрянников, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 182 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА КОРРЕКТОРА КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ С ДВУХКОНТУРНОЙ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ
1.1. Описание схемы ККМ на базе микросхемы 11С3854
1.2. Идеализированные обобщенные соотношения для ККМ
1.3. Расчет силовой части ККМ
1.4. Расчет параметров внешних резистивных компонентов нелинейного блока микросхемы
1.5. Расчет параметров внешних компонентов регулятора
тока (РТ)
1.6. Расчет параметров внешних компонентов регулятора напряжения (PH)
1.7. Усреднение расчетной динамической модели контура напряжения ККМ за полпериода питающей сети
Выводы по первой главе
ГЛАВА 2. ИСКАЖЕНИЯ ВХОДНОГО ТОКА КОРРЕКТОРА
КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ С ДВУХКОНТУРНОЙ
СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ И СПОСОБЫ ИХ УМЕНЬШЕНИЯ
2.1. Процессы в токовом контуре ККМ при идеальном
задающем воздействии
2.2. Расчет процессов в токовом контуре ККМ по усредненным моделям
2.3. Влияние дополнительной второй гармоники входного тока
ККМ на гармонический состав тока питающей сети
2.4. Искажения входного тока ККМ, вызванные дополнительными вторыми гармониками задающего сигнала токового контура
Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ КОРРЕКТОРА КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ С ОТПИРАНИЕМ СИЛОВОГО
ТРАНЗИСТОРА ПРИ НУЛЕ ТОКА
ЗЛ. Анализ работы микросхемы ИС3852
3.2. Обоснование соотношений для расчета силовой части ККМ
3.3. Расчет параметров силовой части ККМ и внешних компонентов микросхемы ГГСЗ
3.4. Обоснование и исследование динамической модели ККМ
3.5. Усредненные динамические модели ККМ с отпиранием силового транзистора при нуле тока
3.6. Моделирование ККМ с отпиранием силового транзистора
при нуле тока в среде МаЕаЬ+ЗшиНпк
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ КОРРЕКТОРА КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ С УПРОЩЕННОЙ
ДВУХКОНТУРНОЙ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ
4.1. Упрощенная двухконтурная система управления ККМ, работающим в режиме непрерывного тока с постоянной частотой
4.2. Динамические модели ККМ с упрощенной двухконтурной системой управления
4.3. Расчет ККМ с системой управления на базе
микросхемы ГОЛ
Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ. Экспериментальное исследование ККМ с отпиранием силового транзистора при нуле тока
ВВЕДЕНИЕ
Внедрение силовых электронных устройств на первых этапах развития энергетической электроники вызвало такие негативные явления, как искажения формы кривых токов и напряжений питающих сетей переменного тока, что, в свою очередь, привело к возникновению неактивных мощностей (реактивных на основной гармонике переменного тока и мощностей искажения на частотах высших гармоник) [1]. Решению этих проблем было посвящено много работ отечественных ученых, среди которых на первом этапе следует отметить работы O.A. Маевского, Ф.И. Бутаева и E.JI. Эттингера. Однако инерционность и неполная управляемость используемых в то время ртутных вентилей и тиристоров не позволяли эффективно решать задачи по устранению указанных негативных явлений.
В настоящее время повсеместное использование источников вторичного электропитания (ИВЭП), электронных устройств с импульсными источниками питания (ИИП), включение в сеть различных нелинейных нагрузок приводит к тому, что сетевой ток, потребляемый этими устройствами, при отсутствии специальных устройств коррекции носит импульсный характер [2-7]. Это приводит к существенному увеличению потерь мощности и недопустимым помехам в питающей сети. Кроме того генерируемые такими устройствами гармонические и нелинейные искажения тока отрицательно влияют на проводку электросети и подключенные к ней электроприборы, из-за чего появляется проблема их электромагнитной совместимости (ЭМС). В трехфазных сетях это влияние может выражаться также и в перегреве нейтральной линии, так как при протекании в нагрузках токов со значительными гармоническими составляющими ток в нейтральном проводе (который при симметричной нагрузке практически равен нулю) может увеличиться до критического значения [2]. Коэффициент мощности таких устройств обычно не превышает 0,7 (при единичном значении в идеале).

где с1 = е Т1Т'-; в случае С3 = 0 имеем трт1 = (Л2 + Щ )21 - ТКт - коэффи-
циент усиления непрерывной части импульсной модели токового контура (рис. 1.6, б), определяемый как

Ядт'Ч:
гЛ2С2 гЛ2С2ип При Ть » Тусловия (1.41) принимают вид
Трт1=Г’ (1.42)
к'тЪ/т.
Из уравнений (1.42) с учетом выражения для К'т полним расчетные формулы
1 + -= , (1.43)
/?2 Яис
ЛлтЛис (
л2ш2
где/= 1/Т- частота переключений.
Подставляя в (1.43) и (1.44) численные значения параметров, при Л = находим
*,.1СМ0-Г5,2 Л2
далее Л3/Л2 =5,5; Л3 =5,5-3-103 =16,5кОм;
С2 =
З-Ю3-10“3-5,2-Ю10
Принимаем Л3 = 18 кОм; С2 = 620 пФ.
В работе [14] для синтеза токового контура используется упрощенный критерий устойчивости в малом широтно-импульсной системы, обоснованный в ряде более ранних работ: для устойчивости необходимо и достаточно, чтобы