По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.314

Анализ технических решений, обеспечивающих повышение качества энергопотребления преобразователей частоты средств малой механизации

Пономарев Ю. Г. Вятский государственный университет, г. Киров

Проведен анализ технических решений, обеспечивающих требуемое качество энергопотребления и электромагнитную совместимость преобразователей частоты. Установлено, что использование пассивных фильтров не позволяет обеспечивать приемлемые удельные массогабаритные показатели и требуемое качество энергопотребления. Активные фильтры, несмотря на высокое качество коррекции коэффициента мощности, имеют достаточно сложные системы управления и структуру силовой части, а следовательно, относительно высокую стоимость. Обосновано, что наиболее рациональный путь расширения регулировочных возможностей, повышения качества энергопотребления и электромагнитной совместимости для преобразователя частоты приводов является включение в его состав активного корректора коэффициента мощности на базе преобразователя постоянного напряжения.

Литература:

1. Power Quality. Edited by Mr Andreas Eberhard, Hard cover, 362 p.

2. Резников С., Бочаров В., Парфенов Е., Гуренков Н., Корнилов А. Электроэнергетическая и электромагнитная совместимость вторичных источников импульсного питания с автономными системами электроснабжения переменного тока // Силовая электроника. — № 5. — 2009.

3. ГОСТ 30804.3.2-2013. Совместимость технических средств электромагнитная. Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе). Нормы и методы испытаний. — М.: Стандартинформ, 2014.

4. Розанов Ю. К., Рябчинский М. В., Кваснюк А. А. Силовая электроника: учебник для вузов. — 2-е изд. стереотипное. — М.: Издат. дом МЭИ, 2009. — 632 с.

5. Nussbaumer T., Baumann M., Kolar J. W. Comprehensive design of a three-phase three-switch buck-type PWM rectifi er, IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 22, no. 2, Mar. 2007, pp. 551–562.

6. Zargari R., Joos G. A currentcontrolled current source type unity power factor PWM rectifi er, in Proc. IEEEIAS Annu. Meeting, Toronto, ON, Canada, Oct. 1993, pp. 793–799.

7. Salo M. A three-switch currentsource PWM rectifi er with active fi lter function, in Proc. 36th IEEE Power Electron. Spec. Conf., Jun. 12, 2005, pp. 2230–2236.

8. Hsin L., Goldman M., Carlsten R., Witulski A., Kerwin W. Characterization and comparison of noise generation for quasi-resonant and pulsewidthmodulated converters // IEEE Trans. Power Elecnron. — 1994. — Vol 9. — N 4. — P. 425–432.

9. Кассакаян Дж. Г., Шлехт М. Ф. Высокочастотные преобразователи высокой удельной объемной мощности для распределенных систем электропитания. ТИИЭР. Тем. вып. «Энергетическая электроника» / Под ред. В. А. Лабунцова. — М.: Мир, 1988. — Т. 76. — № 4. — С. 67–83.

10. Ismail E. H., Erickson R. W. A Single Transistor Three-Phase Resonant Switch for High Quality Rectifi cation // IEEE Power Electronics Specialists Conference, 1992 Record, pp. 1341–1351.

11. Jang Y., Erickson R. W. New SingleSwitch Three-Phase High-Power-Factor Rectifi ers Using Multiresonant Zerocurrent Switching. IEEE Trans. Power Electron. 1998, 13, 194–201.

Одним из эффективных способов решения задачи повышения качества энергопотребления является применение систем коррекции коэффициента мощности (ККМ). На практике это означает, что в силовые цепи электроустановок, представляющих собой нелинейную нагрузку, устанавливается специальное устройство, обеспечивающее снижение циркуляции реактивной мощности и искажений формы тока питающей сети.

Коэффициент мощности силовых статических ПЧ в большей части зависит от состава и амплитуды высших гармоник сетевого тока. Гармонические токи кондуктивных помех оказывают негативное воздействие как на питающую сеть, так и на локальную сеть объекта. Основными негативными воздействиями высших гармоник тока на системы электроснабжения и электрооборудования являются:

- увеличение токов и напряжений вследствие параллельного и последовательного резонансов;

- снижение эффективности процессов генерации, передачи и использования электроэнергии;

- старение изоляции электрооборудования и сокращение вследствие этого срока его службы;

- помехи и связанные с ними нарушения функционирования электрооборудования и телекоммуникационных систем.

Нормы эмиссии гармонических составляющих тока техническими средствами, регламентированные ГОСТ 30804.3.2-2013, приведены в таблице.

Нелинейную нагрузку, которой является ПЧ со звеном постоянного тока, в упрощенной форме можно представить как линейную, параллельно которой подключены источники тока с частотами, кратными основной гармонике напряжения питающей сети (рис. 1).

К наиболее часто применяемым схемотехническим решениям повышения коэффициента мощности можно отнести [1]: пассивные фильтры, активные фильтры, активные корректоры коэффициента мощности.

Пассивные фильтры являются самым простым способом повышения коэффициента мощности. Они не содержат элементов, регулирующих ток или напряжение. Основной принцип их работы заключается в фильтрации потребляемого тока. Пассивная коррекция позволяет достичь значения коэффициента мощности не более 0,9.

Для Цитирования:
Пономарев Ю. Г., Анализ технических решений, обеспечивающих повышение качества энергопотребления преобразователей частоты средств малой механизации. Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2021;6.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: