Среди металлургических линейных индукционных машин (ЛИМ), предназначенных для воздействия на расплавы цветных металлов, наибольшее распространение получили трехфазные индукторы [1]. Это обусловлено подтвержденными энергетическими характеристиками, простотой изготовления и применения. Индукционные МГД-машины для перемешивания алюминия могут достигать мощностей в сотни кВА и работают на частотах ниже 10 Гц, вплоть до 1–0,5 Гц. Для электропитания МГД-устройств удобно применять трехфазные инверторы в низкочастотном диапазоне токов [2]. Вместе с тем наличие разомкнутого магнитопровода приводит к резкой несимметрии электромагнитного режима трехфазной обмотки, снижению тяговых свойств на значительном удалении от обмоток, обусловленном наличием в печи футеровки [3]. Схему соединения трехфазной обмотки в треугольник применяют чаще, поскольку соединение в звезду нередко приводит к неприемлемому уровню токов нулевой последовательности или недопустимому искажению симметрии напряжений [4]. Во всех случаях возможности регулирования амплитудно-фазовых соотношений в связной системе трехфазных токов малополюсных индукторов ограничены схемой включения [5].
Постановка задачи. Существует способ улучшения симметрии поля путем расширения возможностей регулирования фазовых сдвигов токов в соседних обмотках МГД-машины, например, при переходе к двухфазной конструкции обмоток в двухполюсном исполнении (2p = 2) с шириной фазной зоны α = π/2. При этом возможно сохранить недорогое типовое трехфазное силовое инверторное звено для питания двухфазной конструкции с изменением характеристик управления [6]. Однако более перспективной представляется замена трехфазного ШИМ-инвертора двухфазным, в конфигурации сдвоенных полумостов с раздельным согласованным управлением [2, 7]. Для уточнения возможностей раздельного регулирования токов гальванически не связанных однофазных мостов следует проанализировать схемотехнику и характеристики переключения транзисторных полумостов.
Решение. Результат может быть получен в ходе проведения комплексного исследования, после определения перечня требований в формате технического задания (ТЗ). В качестве источника питания для металлургических машин рассматриваемого класса применяют транзисторные IGBT-инверторы [8]. Нередко в перемешивателях используют сравнительно недорогие типовые трехфазные преобразователи, широко распространенные в частотном электроприводе. Однако опыт их применения в несимметричных режимах не дал устойчивого положительного результата [5, 8]. Применение совместно с ЛИМ элементной базы IGCT, как правило, нецелесообразно.