DOI: https://doi.org/10.20998/2409-9295.2019.20.11

Аналіз струму мережі в схемах двадцятичотирьох пульсних керованих випрямлячів

Денис Сергеевич Крылов, Ольга Игоревна Холод

Анотація


Основна частина електроенергії споживається в перетвореному вигляді і застосування схем напівпровідникових перетворювачів для отримання заданих параметрів навантаження збільшується. В рамках енергозбереження підвищуються вимоги до якості напівпровідникових перетворювачів, їх впливу на живильну мережу, навантаження і суміжних споживачів. Для перетворення змінної напруги в постійну широко використовуються схеми, виконані на базі одноопераційних тиристорів. Їх істотним недоліком є погана електромагнітна сумісність з мережею живлення. Для її поліпшення і підвищення коефіцієнта корисної дії застосовують многопульсні схеми випрямлячів. При великій потужності навантаження, а також, коли пред'являються особливі вимоги до гармонійного складу вихідної напруги і споживаного з мережі струму, можуть використовуватися двадцатічотирьохпульсні схеми керованих випрямлячів, які дозволяють знизити втрати електроенергії не тільки в випрямлячах, але і в живильних мережах і суміжних споживачах за рахунок зниження впливу спотворень на якісні характеристики мереж з боку нелінійного навантаження, яким є випрямляч. Паралельно зі збільшенням пульсності випрямленої напруги знижуються масогабаритні і вартісні показники згладжуючих фільтрів в мережах постійного струму. У даній роботі виконано комп'ютерне моделювання симетричної і асиметричної схем двадцатічотирьохпульсних керованих випрямлячів. Аналіз результатів моделювання показав, що при однаковому числі пульсацій в вихідній напрузі і повній симетрії схем з точки зору навантаження, форми кривих струмів мережі розрізняються. При проведенні віртуального експерименту стало очевидно, що для асиметричної схеми амплітуди вищих гармонік у всьому діапазоні зміни кутів управління стабільно нижче амплітуд гармонік для симетричної схеми і асиметрична схема є перспективною для застосування на практиці, не дивлячись на необхідність використання двох різнотипних структур трансформаторів.

Ключові слова


Двадцятичотирьохпульсний керований випрямляч; симетрична схема; асиметрична схема; неосновні гармоніки; MatLab-модель; енергозбереження; електромагнітна сумісність; віртуальний експеримент .

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Peterson, M. Modeling and analysis of multipulse uncontrolled/controlled ac-dc converters / M. Peterson, B. N. Singh // IEEE conf. ISIE '06, Jul. 2006. – P. 1400-1407.

Alexa D. An analysis of three-phase rectifiers with nearsinusoidal input currents / D. Alexa, A. Sirbu, D. M. Dobrea // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2004. – № 51. – P. 884-891.

Singh B. A Review of Three-Phase Improved Power Quality AC-DC Converters / B. Singh // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 2004 - Vol. 51, № 3. – P. 641-660.

Singh B. Zigzag connected autotransformer based controlled ac-dc converter with pulse multiplication / B. Singh, S. Gairola, A. Chandra, K. Alhaddad // Vigo, Spain, Jun 4-7, 2007. – P. 889-894.

Singh B. A zigzag connected auto-transformer based 24pulse AC-DC converter / B. Singh, S. Gairola // IEEE Transactions. – 2008.

Sapin A. Modeling of multi-winding phase shifting transformers applications to DC and multi-level VSI supplies / A. Sapin, P. Allenbach, J. J. Simond // ICEM 2000 International Conference on Electrical Machines. – 2000. – P. 465469.

Gamit K. Multi pulse rectifier using different phase shifting transformers and it’s THD comparison for power quality issues / K. Gamit, Kh. Chaudhari // International Research Journal of Engineering and Technology. – 2016. – Vol. 03, № 01. – P. 1025-1033.

Sravanthi G. 24 pulse AC-DC for improved power quality / G. Sravanthi, D. V. Kumar, I. Ramesh // International Journal of Electrical and Electronics Engineering Research (IJEEER). – 2014. – Vol. 4, № 2. – P. 223-228.

Sokol E. I. Electronic Phase Shifting in Multipulse Rectifier / E. I. Sokol, V. V. Zamaruev, V. V. Ivakhno, Yu. S. Voitovich // 16th international symposium Pärnu 2017 “Topical problems in the field of electrical and power engineering” and “Doctoral school of energy and geotechnology III“ Estonia. – 2017. – P. 160-163.

Sokol E. I. Electronic Phase Shifting in Multipulse Rectifier / E. I. Sokol, V. V. Zamaruev, V. V. Ivakhno, Yu. S. Voitovich Yu.S. // The Scientific Journal of Riga Technical University - Electrical, Control and Communication Engineering, Riga. – 2017. – P. 5-10.

Makarov V. O. 18-pulse Rectifier with Electronic Phase Shifting with Autotransformer in Inverter and Rectifier Mode / V. O. Makarov, E. S. Pichkalov, Yu. S. Voitovich // 2018 IEEE 6th Workshop on Advances in Information, Electronic and Electrical Engineering (AIEEE), Vilnius. – 2018. – P. 1-5.

Sokol E. I. 18-Pulse Rectifier with Electronic Phase Shifting and Pulse Width Modulation / E. I. Sokol, V. V. Zamaruev, V. V. Ivakhno, O. A. Butova, V. O. Makarov, Yu. S. Voitovich // 2018 IEEE 3rd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS), Kharkov. – 2018. – P. 290-294.