Системи керування коректором коефіцієнта потужності з квазірезонансним імпульсним перетворювачем

Abstract

Робота присвячена вирішенню актуального науково-технічного завдання вдосконалення коректорів коефіцієнта потужності (ККП), а саме – підвищення їх енергоефективності шляхом розробки та налагодження систем керування (СК) ККП з квазірезонансними імпульсними перетворювачами, що перемикаються при нульовому струмі (КРІП-ПНС). Запропоновано використання КРІП-ПНС з паралельним резонансним контуром як силової частини двоконтурних ККП, що, на відміну від класичних імпульсних перетворювачів (ІП), забезпечує високий ККД (понад 95%) при високій якості вхідного струму (THD = 5-8%). Розроблено еквівалентну структурну схему та дискретну динамічну модель ККП на основі КРІП-ПНС, де враховано вплив резонансного контуру на вхідний струм і дискретність дії сигналів у СК. Отримано дискретні передавальні функції ККП з головним контуром напруги (ГКН) та головним контуром струму (ГКС), які дозволяють досліджувати енергоефективність ККП та вплив резонансного контуру на якість корекції. Запропонована структура та методика розрахунку коефіцієнтів дискретно-неперервного рекурсивного фільтру, застосування якого забезпечує процес кінцевої тривалості при встановленні заданого струму. Запропоновано умови вибору амплітуди пилоподібної опорної напруги, при якій забезпечується необхідний запас субгармонічної стійкості. При побудові ККП на основі КРІП-ПНС перевагу слід віддавати структурі з ГКС без квадратора і дільника, де відсутнє спотворення еталонного струму (похибка регулювання по струму 10–4 А). При аналогічних умовах ККП на основі ІП з ШІМ і ККП на основі КРІП-ПНС з ЧІМ мають коефіцієнти гармонічних спотворень THD = 8...10%. Найкраща якість вхідного струму забезпечена при гістерезисному керуванні (THD = 3%). Однак цей метод складніше у практичній реалізації. Коефіцієнти потужності в усіх структурах понад 0,99, а спектри вхідного струму відповідають вимогам ІЕС 61000-3-2 для обладнання класу А. Отримані результати можна застосувати при розробці нових випрямлячів середньої потужності. Особливо перспективним є застосування ККП на основі КРІП-ПНС в електротехнічних системах і комплексах, де критичними є масогабаритні показники, зокрема, в галузях літакобудування та суднобудування.