Король Євген Ігорович. Поліпшення характеристик напівпровідникових перетворювачів змінної напруги з мікропроцесорним імпульсним керуванням для пристроїв електронагріву

brief description

Король Євген Ігорович. Поліпшення характеристик напівпровідникових перетворювачів змінної напруги з мікропроцесорним імпульсним керуванням для пристроїв електронагріву: дис... канд. техн. наук: 05.09.12 / Національний технічний ун-т "Харківський політехнічний ін-т". - Х., 2004.

Король Є.І. Поліпшення характеристик напівпровідникових перетворювачів змінної напруги з мікропроцесорним імпульсним керуванням для пристроїв електронагріву. Рукопис.
Дисертація на здобуття ученого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.09.12 напівпровідникові перетворювачі електроенергії. Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Харків 2004.
Дисертація присвячена поліпшенню якісних і енергетичних характеристик безтрансформаторних перетворювачів змінної напруги (ПЗН), що застосовуються для регулювання потужності в активному навантаженні.
Для однофазних групових тиристорних ПЗН запропоновано спосіб несиметричного фазового регулювання, що забезпечує рівномірне завантаження його секцій. Запропоновані і досліджені оригінальний спосіб широтно-імпульсного регулювання і мікропроцесорна система імпульсного керування (МПСІК) для двосекційного ПЗН, що забезпечують рівномірність завантаження секцій, лінійність регулювальної характеристики і відсутність реактивної потужності в усьому діапазоні регулювання.
Для потужних пристроїв електронагріву розроблена нова схема трифазного тиристорного ПЗН, що дозволяє підвищити коефіцієнт потужності завдяки використанню фазоступеневого регулювання. Запропоновані кілька способів керування такою схемою та проведені її дослідження. Розроблено МПСІК, що дозволяє реалізувати кожний з запропонованих способів регулювання потужності в новій схемі ПЗН. Зроблено розрахунки енергетичних характеристик ПЗН при обліку струму в нульовому проводі і запропоновані силові схеми, що дозволяють регулювати потужність у навантаженні без його використання.
Представлено результати експериментальних досліджень розроблених перетворювачів, що впроваджені на підприємствах м. Харкова.

У дисертаційної роботі запропоновані нові рішення в області напівпровідникових перетворювачів електроенергії, що дозволяють поліпшити характеристики перетворювачів змінної напруги (ПЗН), які застосовуються для регулювання потужності в активному навантаженні. У результаті проведених досліджень отримані наступні наукові результати:
1. Проведений аналіз принципів побудови ПЗН та способів керування довів, що для поліпшення якісних характеристик ПЗН у даний час найбільш доцільно використовувати мікропроцесорні системи імпульсного керування, а для поліпшення енергетичних характеристик варто удосконалювати силові схеми і використовувати способи регулювання, при яких формується ступнева крива мережного струму.
2. Запропонований спосіб несиметричного фазового регулювання дозволив використовувати в груповому ПЗН (ГПЗН) тиристорні силові ключі і забезпечити рівномірне завантаження його окремих секцій.
3. Використання запропонованих критеріїв при виборі комбінацій різних способів широтно-імпульсного регулювання (ШІР) для регулювання потужності в секціях однофазного ГПЗН дозволяє додатково поліпшити якісні й енергетичні характеристики перетворювача, а отриманий універсальний вираз для регулювальних характеристик одиночного перетворювача розрахувати їх при будь-якому способі ШІР.
4. Розроблено оригінальний спосіб і мікропроцесорна система імпульсного керування однофазним ГПЗН забезпечують рівномірність завантаження його секцій, лінійність регулювальної характеристики і відсутність реактивної потужності в усьому діапазоні регулювання.
5. Зроблені розрахунки для двосекційного перетворювача довели, що при погодженому керуванні залежності коефіцієнта потужності, пасивної та повної потужностей, що споживаються з мережі, від активної потужності в навантаженні не залежать від комбінації способів ШІР.
6. Розроблена нова схема трифазного безтрансформаторного тиристорного ПЗН дозволяє підвищити коефіцієнт потужності в усьому діапазоні регулювання у порівнянні з відомими схемами перетворювачів.
7. Запропонований спосіб регулювання потужності в 3 етапи має безперервні фазові і регулювальні характеристики при забезпеченні високого значення коефіцієнта потужності.
8. Запропонований спосіб оптимального керування забезпечує задане значення потужності в навантаженні з найкращим з можливих значень будь-якого енергетичного показника.
9. Розроблена універсальна мікропроцесорна система імпульсного керування дозволяє реалізувати кожний з запропонованих способів регулювання потужності в розробленій новій схемі трифазного тиристорного ПЗН.
10. Облік струму в нульовому проводі трифазного ПЗН при розрахунках енергетичних характеристик показав деяке зниження коефіцієнта потужності. Запропоновані силові схеми трифазних ПЗН дозволяють регулювати потужність у навантаженні без використання нульового проводу при забезпеченні високого значення коефіцієнта потужності.
11. Результати дисертаційної роботи впроваджені на підприємствах м. Харкова: ВАТ «АТ НДІВР», ТОВ «РЕЙТИНГ», ВАТ «Автрамат». Експериментальні дослідження спробних зразків розроблених перетворювачів та програмно-математичних моделей довели ефективність секціонування навантаження в однофазних ПЗН і використання фазоступеневого регулювання в трифазних ПЗН.