Активные выпрямители с принудительным формированием кривой тока, потребляемого из питающей сети (стр. 5 из 5)

Рисунок 15 - Активный ККМ понижающего типа со свойствами источника тока.

4 КРАТКИЙ ОБЗОР ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ АВ

На сегодняшний день ведущими зарубежными и отечественными производителями устройств преобразовательной техники налажен серийный выпуск активных выпрямителей напряжения (АВН) для систем электропривода средней и большой мощности. Например, АВН мощностью от 2,2 до 1500 кВт выпускаются зарубежной фирмой VACON. Мировые производителипреобразовательнойтехникинаосноветопологиисАИНпредлагаютполнуюлинейкумощностейдо2.3МВт, такие как

Siemens Simovert Masterdrive, ABB ACS611, ACS617. Данное борудование

способно обеспечитьэлектромагнитнуюсовместимость, соответствующую мировымстандартам.

Фирма DCYS разработала и выпускает модули VUM 25-05 и VUM 85-05А, рассчитанные на 10 кВт и 30 кВт, из которых собирают трехфазный «Vienna»-выпрямитель. Известная фирма ShneiderElectric предлагает преобразователи частоты Altivar 1000 с встроенным AFE в качестве выпрямителя. ПЧ фирмы TOSHIBA серии EV8 - это ДПЧ для двигателей высокой мощности, который компонуются AFE. Маломощные преобразователи на 750 Вт с активным выпрямителем выпускает фирма MeanWell.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

С момента принятия ГОСТ Р 51317.3.2_2006 по эмиссии гармонических составляющих тока, создаваемой статическими преобразователями, в электрических сетях взамен статических преобразователей с низким КМ стали применяться активные ККМ. ККМ позволяет не только улучшить гармонический состав тока потребления, но и повысить мощность подключенного к сети оборудования за счёт поддержания заданного уровня напряжения на конденсаторе в цепи постоянного тока.Помимо улучшения электромагнитной совместимости преобразователя и сети( улучшение гармонического состава тока потребления). ККМ позволяют повысить мощность подключенного к сети оборудования за счёт поддержания заданного уровня напряжения на конденсаторе в цепи постоянного тока, могут обеспечивать двунаправленную передачу энергии от сети в нагрузку и обратно (двухквадрантные ККМ), а также повышение напряжения на стороне постоянного тока, что дает возможность построения бестрансформаторных преобразователей частоты для электропривода и источников бесперебойного питания с выходным напряжением 220 В. Для создания источников питания мощностью более 1 кВт применяют трехфазные ККМ. Среди них наибольшее распространение получил так называемый активный выпрямитель, реализуемый на базе трехфазного инвертора напряжения, функционирующего как в инверторном, так и в обратимом (выпрямительном) режимах..ККМ данного типа широко применимы в электроприводах, источниках питания, частотных преобразователях и другом промышленном электрическом оборудовании. Наряду с активным выпрямителем известен и одноквадрантный трехфазный ККМ Виенна-выпрямитель. Его например, целесообразно использовать в в установках индукционного нагрева."Vienna"-выпрямитель дает дополнительный канал регулирования и расширяет возможности согласования с переменной индукционной нагрузкой обеспечивает электромагнитную совместимость источника питания для индукционного нагрева с питающей сетью, которая сохраняется при изменении выходного напряжения в диапазоне от 600 до 1100 В при постоянной мощности 100 кВт. Такое увеличение выходного напряжения выше используемого сейчас порядка 700...750 В. позволяет при неизменной мощности уменьшить ток инвертора и улучшить условия коммутации его транзисторов.

В электроприводе двухзвенный ПЧ с активным выпрямителем обеспечивает двусторонний энергетический обмен между питающей сетью и электрическим двигателем, в том числе режимы рекуперации энергии в питающую сеть. В электроприводе с ККМ установленная полная мощность трансформатора питающей сети по сравнению с сетью без ККМ снижается на 35 %, соответственно уменьшаются сечения подводящих кабелей и расход электроэнергии. Ток потребления при использовании ККМ полностью соответствует требованиям ГОСТ по эмиссии низкочастотных гармонических составляющих в питающую сеть Благодаря этому возможно построение энергосберегающих систем электропривода в различных сферах применения с высоким качеством потребления электроэнергии.
Здесь необходимо отметить, что альтернативой преобразователя с активным выпрямителем в настоящее время является матричный преобразователь частоты (непосредственный преобразователь частоты на быстродействующих силовых ключах), преимущество которого в однократном преобразовании энергии и сравнительно небольшой величине используемой на его входе емкости. Однако он вместо 12 ключей использует 18, и система импульсного управления у матричного преобразователя на несколько порядков сложнее, чем у двухзвенного преобразователя с автономным инвертором напряжения (АИН) и активным выпрямителем (АВ).

Сегодня активно разрабатываются интегральные решения, совмещающие функции коррекции коэффициента мощности и источника сварочного тока в одной силовой части.

Помимо улучшения гармонического состава тока на входе, применении активных ККМ отмечается улучшение качества сварного соединения, уменьшение разбрызгивания металла и снижение пульсаций тока нагрузки с частотой, кратной частоте напряжения питающей сети. В трёхфазных сетях применение ККМ нормализует величину тока, текущего в нулевом проводе.

На входе активных выпрямителей для избавления от высших гармоник большой кратности нужно ставить широкополосные фильтр, которые имеют меньшую индуктивность по сравнению с обычными фильтрами.

К недостаткам данного типа преобразователей на сегодняшний день стоит отнести их дороговизну и относительную сложность систем управления полупроводниковыми ключами.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 ГОСТ 13109 - 97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

2 Зиновьев Г. С. Основы силовой электроники: Учебник. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999. Ч.1. – 199 с.

3Овчинников Д.А., Кастров М.Ю., Лукин А.В., Малышков Г.М. Трехфазный выпрямитель с коррекцией коэффициента мощности // Практическая силовая электроника. – 2002. – Вып. 6. – С. 12–39

4 И.Ю. Краснов, В.Н. Черемисин Томский политехнический университет

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ АКТИВНОГО КОРРЕКТОРА КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ И ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЕГО РАБОТЫ» Известия Томского политехнического университета. 2009. Т. 314. № 492 УДК 519.876.5;537.85;537.872

5 ХАРАКТЕРИСТИКИ АКТИВНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ - 1. Иванов А.С., Васильев Н.Ф. Активные выпрямители в электроприводе // XXI Неделя науки СПбГПУ. Ч. VI: Материалы межвузовской научной конференции. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2002. С. 115-116.

6СЕКЦИЯ «СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ» Подсекция «Автоматизированный электропривод» УДК 621.313 И.Е.Етувги (5 курс, каф. САУ), А.С.Иванов (асп., каф. САУ), Н.Ф.Васильев, к.т.н., доц.

8. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты, Екатеринбург,УРО РАН, 2000. 654 с.

9 Kolar J.W.. Ertl Н.. Zacn F.C. Design and Experimental Investigation of a Three-Phase High Power Density High Efficiency Unity Power Factor PWM (Vienna) Rectifier Employing a Novel Integrated Power Semiconductor Module. Proceedings

of the 11th TFFF "Applied Power Flerrmiiirs Conference San Jose fCAl USA

10 Петров С. Схемотехника промышленных сварочных инверторов. Современная электроника. 2007. № 8. С. 42-47.

11 HuangJ.Q., ChenSJ., YinS.Y., WangD.P., ZengHua. A novel three-phase welding inverter power supply with high power factor. IEEEICIT03 Proc. Maribor, Slovenia. 2003- PP. 11131118.

12Чаплыгин Е.Е., Нгуен Хоанг Ан Способы управления Виенна-выпрямителем // Практическая силовая электроника, № 21, 2006, с. 11-16.

13 Чаплыгин Е.Е, Нгуен Хоанг Ан Спектральное моделирование корректоровкоэффициента мощности // Практическая силовая электроника, № 15, 2004, с. 23-28.

14 Чаплыгин Е.Е., Нгуен Хоанг Ан Спектральные модели импульсных преобразователей с переменной частотой коммутации // Электричество, № 4. 2006, с. 39-46