Способ коррекции формы сетевого напряжения при питании управляемых выпрямителей
Рассмотрен процесс образования коммутационных площадок, искажающих форму напряжения сети при питании от нее мощных управляемых вентильных выпрямителей. Предложены способ и реализующее его техническое решение, позволяющие устранить факторы, искажающие сетевое напряжение, посредством использования кор...
Saved in:
| Published in: | Электронное моделирование |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101166 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Способ коррекции формы сетевого напряжения при питании управляемых выпрямителей / И.В. Волков, А.И. Чиженко // Электронное моделирование. — 2015. — Т. 37, № 5. — С. 77-88. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101166 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Волков, И.В. Чиженко, А.И. 2016-05-31T18:06:19Z 2016-05-31T18:06:19Z 2015 Способ коррекции формы сетевого напряжения при питании управляемых выпрямителей / И.В. Волков, А.И. Чиженко // Электронное моделирование. — 2015. — Т. 37, № 5. — С. 77-88. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0204-3572 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101166 621.314.5 Рассмотрен процесс образования коммутационных площадок, искажающих форму напряжения сети при питании от нее мощных управляемых вентильных выпрямителей. Предложены способ и реализующее его техническое решение, позволяющие устранить факторы, искажающие сетевое напряжение, посредством использования корректирующих напряжение маломощных импульсных трансформаторов вольтодобавки. Розглянуто процес утворення комутаційних площадок, що спотворюють форму напруги мережі, яка живить потужні керовані вентильні випрямлячі. Запропоновано спосіб та технічне вирішення щодо його реалізації, який дозволяє уникати факторів, що спотворюють напругу мережі. Це досягається застосуванням малопотужних імпульсних трансформаторів вольтодобавки. The article deals with the problem of power supply by the network of controlled diode rectifiers commensurable with the network of rectifier power. In such a system there is a distortion of the mains voltage, as a consequence of controlled diodes (thyristors) commutation processes leading to formation of so-called switching platforms known as «notches».A method and corresponding design are proposed, that permits to avoid the factors distorting the mains voltage. This is achieved through the use of voltage boost low-power pulse transformers which generate special pulses into mains that compensate the notches and surges of voltage. Such pulses are generated exclusively in the moments of thyristor switching and their duration is proportional to the angle of thyristor commutation. To implement this method 3 single-phase voltage boost pulse transformers are used, the secondary windings of which are incorporated directly into the network phase wires (up to rectifier input). The primary windings through a voltage divider and auxiliary diodes forming corrective pulses are connected to the rectified voltage (at the output of the rectifier). Formation of the corrective pulses by auxiliary thyristors is carried out in accordance with a specially developed algorithm of control described in the present work. Since the power of pulse transformers is completely determined by the power of switching platforms and does not exceed it, such a circuit design differs favorably from alternative devices that usually use powerful components, permanently connected to mains. ru Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України Электронное моделирование Применение методов и средств моделирования Способ коррекции формы сетевого напряжения при питании управляемых выпрямителей A method for improving the form of mains voltage under supply of controlled rectifiers Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Способ коррекции формы сетевого напряжения при питании управляемых выпрямителей |
| spellingShingle |
Способ коррекции формы сетевого напряжения при питании управляемых выпрямителей Волков, И.В. Чиженко, А.И. Применение методов и средств моделирования |
| title_short |
Способ коррекции формы сетевого напряжения при питании управляемых выпрямителей |
| title_full |
Способ коррекции формы сетевого напряжения при питании управляемых выпрямителей |
| title_fullStr |
Способ коррекции формы сетевого напряжения при питании управляемых выпрямителей |
| title_full_unstemmed |
Способ коррекции формы сетевого напряжения при питании управляемых выпрямителей |
| title_sort |
способ коррекции формы сетевого напряжения при питании управляемых выпрямителей |
| author |
Волков, И.В. Чиженко, А.И. |
| author_facet |
Волков, И.В. Чиженко, А.И. |
| topic |
Применение методов и средств моделирования |
| topic_facet |
Применение методов и средств моделирования |
| publishDate |
2015 |
| language |
Russian |
| container_title |
Электронное моделирование |
| publisher |
Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
A method for improving the form of mains voltage under supply of controlled rectifiers |
| description |
Рассмотрен процесс образования коммутационных площадок, искажающих форму напряжения сети при питании от нее мощных управляемых вентильных выпрямителей. Предложены способ и реализующее его техническое решение, позволяющие устранить факторы, искажающие сетевое напряжение, посредством использования корректирующих напряжение маломощных импульсных трансформаторов вольтодобавки.
Розглянуто процес утворення комутаційних площадок, що спотворюють форму напруги мережі, яка живить потужні керовані вентильні випрямлячі. Запропоновано спосіб та технічне вирішення щодо його реалізації, який дозволяє уникати факторів, що спотворюють напругу мережі. Це досягається застосуванням малопотужних імпульсних трансформаторів вольтодобавки.
The article deals with the problem of power supply by the network of controlled diode rectifiers commensurable with the network of rectifier power. In such a system there is a distortion of the mains voltage, as a consequence of controlled diodes (thyristors) commutation processes leading to formation of so-called switching platforms known as «notches».A method and corresponding design are proposed, that permits to avoid the factors distorting the mains voltage. This is achieved through the use of voltage boost low-power pulse transformers which generate special pulses into mains that compensate the notches and surges of voltage. Such pulses are generated exclusively in the moments of thyristor switching and their duration is proportional to the angle of thyristor commutation. To implement this method 3 single-phase voltage boost pulse transformers are used, the secondary windings of which are incorporated directly into the network phase wires (up to rectifier input). The primary windings through a voltage divider and auxiliary diodes forming corrective pulses are connected to the rectified voltage (at the output of the rectifier). Formation of the corrective pulses by auxiliary thyristors is carried out in accordance with a specially developed algorithm of control described in the present work. Since the power of pulse transformers is completely determined by the power of switching platforms and does not exceed it, such a circuit design differs favorably from alternative devices that usually use powerful components, permanently connected to mains.
|
| issn |
0204-3572 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101166 |
| citation_txt |
Способ коррекции формы сетевого напряжения при питании управляемых выпрямителей / И.В. Волков, А.И. Чиженко // Электронное моделирование. — 2015. — Т. 37, № 5. — С. 77-88. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT volkoviv sposobkorrekciiformysetevogonaprâženiâpripitaniiupravlâemyhvyprâmitelei AT čiženkoai sposobkorrekciiformysetevogonaprâženiâpripitaniiupravlâemyhvyprâmitelei AT volkoviv amethodforimprovingtheformofmainsvoltageundersupplyofcontrolledrectifiers AT čiženkoai amethodforimprovingtheformofmainsvoltageundersupplyofcontrolledrectifiers |
| first_indexed |
2025-11-25T22:33:14Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:33:14Z |
| _version_ |
1850566456295555072 |
| fulltext |
ÓÄÊ 621.314.5
È.Â. Âîëêîâ, ÷ë.-êîð. ÍÀÍ Óêðàèíû, À.È. ×èæåíêî, ä-ð òåõí. íàóê
Èí-ò ýëåêòðîäèíàìèêè ÍÀÍ Óêðàèíû
(Óêðàèíà, 03057, Êèåâ, ïð-ò Ïîáåäû, 56,
òåë. (044) 3662571, e-mail: alivchizh@ukr.net)
Ñïîñîá êîððåêöèè ôîðìû ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ
ïðè ïèòàíèè óïðàâëÿåìûõ âûïðÿìèòåëåé
Ðàññìîòðåí ïðîöåññ îáðàçîâàíèÿ êîììóòàöèîííûõ ïëîùàäîê, èñêàæàþùèõ ôîðìó íàï-
ðÿæåíèÿ ñåòè ïðè ïèòàíèè îò íåå ìîùíûõ óïðàâëÿåìûõ âåíòèëüíûõ âûïðÿìèòåëåé.
Ïðåäëîæåíû ñïîñîá è ðåàëèçóþùåå åãî òåõíè÷åñêîå ðåøåíèå, ïîçâîëÿþùèå óñòðàíèòü
ôàêòîðû, èñêàæàþùèå ñåòåâîå íàïðÿæåíèå, ïîñðåäñòâîì èñïîëüçîâàíèÿ êîððåêòèðóþùèõ
íàïðÿæåíèå ìàëîìîùíûõ èìïóëüñíûõ òðàíñôîðìàòîðîâ âîëüòîäîáàâêè.
Ðîçãëÿíóòî ïðîöåñ óòâîðåííÿ êîìóòàö³éíèõ ïëîùàäîê, ùî ñïîòâîðþþòü ôîðìó íàïðóãè
ìåðåæ³, ÿêà æèâèòü ïîòóæí³ êåðîâàí³ âåíòèëüí³ âèïðÿìëÿ÷³. Çàïðîïîíîâàíî ñïîñ³á òà
òåõí³÷íå âèð³øåííÿ ùîäî éîãî ðåàë³çàö³¿, ÿêèé äîçâîëÿº óíèêàòè ôàêòîð³â, ùî ñïîò-
âîðþþòü íàïðóãó ìåðåæ³. Öå äîñÿãàºòüñÿ çàñòîñóâàííÿì ìàëîïîòóæíèõ ³ìïóëüñíèõ
òðàíñôîðìàòîð³â âîëüòîäîáàâêè.
Ê ë þ ÷ å â û å ñ ë î â à: êîððåêöèÿ ôîðìû íàïðÿæåíèÿ, âûïðÿìèòåëü, êîììóòàöèîííûå
ïëîùàäêè.
Ïðè ïèòàíèè ìîùíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ âåíòèëüíûõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ
âûïðÿìèòåëåé îò ñåòè ñîèçìåðèìîé ñ íèìè ìîùíîñòè ïðîèñõîäÿò èñ-
êàæåíèÿ ôîðìû ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ [1, 2], íåãàòèâíî âëèÿþùèå íà ôóíê-
öèîíèðîâàíèå íàãðóçêè âûïðÿìèòåëÿ è ñìåæíûõ ñ íèì ïîòðåáèòåëåé, ïè-
òàåìûõ îò òîé æå ñåòè. Ïîýòîìó ïðîáëåìà óëó÷øåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîé
ñîâìåñòèìîñòè âåíòèëüíûõ âûïðÿìèòåëåé ñ ïèòàþùåé èõ ñåòüþ âåñüìà
àêòóàëüíà ïðè ïðîåêòèðîâàíèè è ýêñïëóàòàöèè ïðîìûøëåííûõ ñåòåé. Â
ñèñòåìå ñåòü — ìîùíûé âåíòèëüíûé âûïðÿìèòåëü èñêàæåíèÿ íàïðÿæåíèÿ
âûçâàíû òàê íàçûâàåìûìè êîììóòàöèîííûìè ïëîùàäêàìè, âîçíèêàþ-
ùèìè ïðè êîììóòàöèè âåíòèëÿìè âûïðÿìèòåëÿ âûïðÿìëÿåìîãî òîêà ñ
îäíîé ôàçû ñåòè íà äðóãóþ [3].
Ïðîöåññ êîììóòàöèè ñîïðîâîæäàåòñÿ îäíîâðåìåííîé ðàáîòîé áîëåå
äâóõ âåíòèëåé, ÷àñòü èç êîòîðûõ íàêîðîòêî çàêîðà÷èâàåò ôàçû ñåòè. Ñåòå-
âûå òîêè ïðè ýòîì îãðàíè÷èâàþòñÿ èñêëþ÷èòåëüíî èíäóêòèâíîñòüþ ðàñ-
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2015. Ò. 37. ¹ 5 77
�������������
�
�
��
���
���
�����
�����
� È.Â. Âîëêîâ, À.È. ×èæåíêî, 2015
ñåÿíèÿ ñåòè La è àêòèâíûì ñîïðîòèâëåíèåì ñåòè ra . Èíäóêòèâíîñòü ðàñ-
ñåèâàíèÿ La âêëþ÷àåò â ñåáÿ èíäóêòèâíîñòè îáìîòîê ãåíåðàòîðà, îáìîòîê
òðàíñôîðìàòîðîâ è ïðîâîäîâ ëèíèé ïåðåäà÷è ýíåðãèè, à àêòèâíîå ñîïðî-
òèâëåíèå ñåòè ra — ñóììàðíîå äåéñòâèå àêòèâíûõ ñîïðîòèâëåíèé ïåðå-
÷èñëåííûõ âûøå ýëåìåíòîâ, ñîñòàâëÿþùèõ ñåòü. Ïîñêîëüêó (â ñîîòâåòñò-
âèè ñ ïðèíöèïîì èíåðöèè Ëåíöà) òîê â èíäóêòèâíîñòè La íå ìîæåò èçìå-
íèòüñÿ ìãíîâåííî (ñêà÷êîì), êîììóòàöèè â êîíòóðàõ, îõâàòûâàþùèõ ôàçû
ñåòè è çàêîðà÷èâàþùèå èõ âåíòèëè âûïðÿìèòåëÿ — êîíòóðû êîììóòàöèè, íå
ìîãóò îñóùåñòâëÿòüñÿ ìãíîâåííî è ïðîäîëæàþòñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà íå ñîç-
äàäóòñÿ óñëîâèÿ äëÿ âûõîäà èç ðàáîòû âåíòèëÿ îäíîé èç ôàç.
Äëèòåëüíîñòü ïðîöåññà êîììóòàöèè (ïðîöåññà ïðîòåêàíèÿ â ñåòè òî-
êîâ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ (ÊÇ)) îáîçíà÷àþò ýëåêòðè÷åñêèì óãëîì � (óãîë
êîììóòàöèè).  òå÷åíèå ïðîöåññà êîììóòàöèè â öåïè ñåòü—âûïðÿìèòåëü
ïðîòåêàþò òîêè ÊÇ iê, îïðåäåëÿþùèå ñîîòâåòñòâóþùèå èì ïàäåíèÿ íàïðÿ-
æåíèé �uê íà ñîïðîòèâëåíèÿõ z r xa a a� �2 2 , ãäå x La a�� ; � = 2�f; f —
÷àñòîòà ñåòè. Âñëåäñòâèå ýòîãî îáðàçóþòñÿ ïëîùàäêè Sê (ñ îðäèíàòàìè �uê
è àáñöèññîé �), êîòîðûå «âûðåçàþòñÿ» èç ñèíóñîèäàëüíîé êðèâîé ôàçíîãî
(à ñîîòâåòñòâåííî è ëèíåéíîãî) íàïðÿæåíèÿ ñåòè èëè äîáàâëÿþòñÿ ê íåé, â
çàâèñèìîñòè îò òîãî, âñòóïàåò ôàçà â ïðîöåññ êîììóòàöèè èëè âûõîäèò èç
íåãî:
S u dê �
0
�
� ( ) ,
ãäå
� � t — óãëîâàÿ (â ýëåêòðè÷åñêèõ ãðàäóñàõ) òåêóùàÿ êîîðäèíàòà; t —
òåêóùàÿ âðåìåííàÿ êîîðäèíàòà.
Ïëîùàäêè Sê íàçûâàþò êîììóòàöèîííûìè. Ñïîñîáû èõ óìåíüøåíèÿ
ðàññìîòðèì íà ïðèìåðå ìîäåëè òðåõôàçíîãî øåñòèïóëüñíîãî óïðàâëÿåìî-
ãî âåíòèëüíîãî âûïðÿìèòåëÿ ïî ñõåìå Ëàðèîíîâà (ðèñ.1), â êîòîðîì ïèòà-
þùàÿ ñåòü ñìîäåëèðîâàíà òðåõôàçíîé ñèñòåìîé ÝÄÑ (ea, eb, ec) ãåíåðàòîðà
ñ ïîñëåäîâàòåëüíî âêëþ÷åííûìè èíäóêòèâíîñòÿìè La. Ñîïðîòèâëåíèÿìè
ra ïðåíåáðåãàåì. Â ìîäåëè èíäóêòèâíîñòü öåïè âûïðÿìëåííîãî òîêà Ld
ïîëàãàåì áåñêîíå÷íî áîëüøîé (Ld = �), âñëåäñòâèå ÷åãî âûïðÿìëåííûé
òîê id áóäåò àáñîëþòíî ñãëàæåííûì (id = Id = const). Àêòèâíûìè ñîïðîòèâ-
ëåíèÿìè ïðîâîäîâ è îòêðûòûõ âåíòèëåé ïðåíåáðåãàåì.
Íà ðèñ. 2 (ñì. âêëåéêó) ïðåäñòàâëåíû âðåìåííûå äèàãðàììû: I — ÝÄÑ
ãåíåðàòîðà (ea, eb, ec); II — ôàçíûõ íàïðÿæåíèé (ua, ub, uc) íà âõîäå âûï-
ðÿìèòåëÿ; III — ëèíåéíûõ íàïðÿæåíèé (uab, ubc, uca); IV — âûïðÿìëåííîãî
íàïðÿæåíèÿ ud; V — êðèâîé êîììóòàöèîííûõ èñêàæåíèé uSa ôàçíîãî
íàïðÿæåíèÿ ua, ñîñòîÿùåé èç êîììóòàöèîííûõ ïëîùàäîê Sêa, âûðåçàåìûõ
èç ñèíóñîèäû ôàçíîãî íàïðÿæåíèÿ ua, uSa = ua – ea . Ýòè äèàãðàììû ïîñò-
È.Â. Âîëêîâ, À.È. ×èæåíêî
78 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2015. V. 37. ¹ 5
ðîåíû äëÿ ñëåäóþùèõ çíà÷åíèé óãëîâ, çàäàþùèõ ðåæèì âûïðÿìèòåëÿ, à
èìåííî óãëà óïðàâëåíèÿ âåíòèëÿìè � = 24 ýë. ãðàä. è óãëà êîììóòàöèè � =
= 5 ýë.ãðàä. Âñå ÝÄÑ è íàïðÿæåíèÿ íà ðèñ. 2 íîðìèðîâàíû ïî àìïëèòóäå
ôàçíîé ÝÄÑ Em.
 ïðåîáðàçîâàòåëå (ñì. ðèñ. 1) â çàâèñèìîñòè îò çíà÷åíèé óãëà óïðàâ-
ëåíèÿ � (èëè îò çíà÷åíèÿ âûïðÿìëåííîãî òîêà Id) âîçìîæíû ñëåäóþùèå
ðåæèìû ðàáîòû:
îäíîâðåìåííàÿ ðàáîòà ÷åòûðåõ âåíòèëåé;
ïîî÷åðåäíàÿ ðàáîòà òðåõ è ÷åòûðåõ âåíòèëåé;
îäíîâðåìåííàÿ ðàáîòà òðåõ âåíòèëåé;
ïîî÷åðåäíàÿ ðàáîòà òðåõ è äâóõ âåíòèëåé.
Ðàññìîòðèì êàê íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûé íà ïðàêòèêå ïîñëåäíèé
èç ýòèõ ðåæèìîâ. Â øåñòèïóëüñíîé ñõåìå âûïðÿìëåííîå ïóëüñèðóþùåå
íàïðÿæåíèå ud èìååò ïåðèîä â óãëîâîì èçìåðåíèè, ðàâíûé �/3. Ýòî îç-
íà÷àåò, ÷òî êàæäóþ øåñòóþ ÷àñòü ïåðèîäà ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ (óãëîâîé
ïåðèîä êîòîðîãî ðàâåí 2�) ýëåêòðîìàãíèòíûå ïðîöåññû, ôîðìèðóþùèå
âûïðÿìëåííîå íàïðÿæåíèå â ñõåìå, ïðåäñòàâëåííîé íà ðèñ. 1, ñèììåòðè÷íî
öèêëè÷åñêè ïîâòîðÿþòñÿ. Ïîýòîìó äîñòàòî÷íî ðàññìîòðåòü ýòè ïðîöåññû íà
èíòåðâàëå äëèòåëüíîñòüþ �/3, íàïðèìåð íà èíòåðâàëå � � �
�
/3 .
Ïóñòü íàõîäÿùèéñÿ íà âõîäå ðàññìàòðèâàåìîé ìîäåëè òðåõôàçíîé
ñèñòåìû ñåòü—âûïðÿìèòåëü ãåíåðàòîð âûäàåò â ñåòü ñëåäóþùóþ ñèñòåìó
ÝÄÑ (ñì. ðèñ. 2, I):
e Ea m� �sin ( / )
5 6� , e Eb m� �sin ( / )
� 6 , e Ec m� cos
,
Ñïîñîá êîððåêöèè ôîðìû ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ ïðè ïèòàíèè óïðàâëÿåìûõ
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2015. Ò. 37. ¹ 5 79
Ðèñ. 1
ãäå óãîë
îòìåðÿåòñÿ îò òî÷êè ïåðåñå÷åíèÿ ïîëîæèòåëüíûõ ïîëóâîëí
ÝÄÑ ôàç À è Â, ò.å. îò òî÷êè, ñ êîòîðîé ñòàíîâèòñÿ âîçìîæíîé êîììóòàöèÿ
òîêà ñ âûõîäÿùåé èç ðàáîòû ôàçû À íà âõîäÿùóþ â ðàáîòó ôàçó Â.
Ðàññìàòðèâàåìûé èíòåðâàë � � �
�
/3 ñîäåðæèò äâà õàðàêòåðíûõ
ïîäûíòåðâàëà:
1) � � �
�
— êîììóòàöèîííûé, êîãäà îäíîâðåìåííî ïðîïóñêàþò òîê
òðè âåíòèëÿ: Â1, Â2, Â3 (ïîñëåäíèé âñòóïàåò â ðàáîòó â ìîìåíò
� �);
2) � �� � �
�
/3 — êîãäà ïðîïóñêàþò òîê äâà âåíòèëÿ: Â1 è Â2.
Íà ðèñ. 3 äëÿ êîììóòàöèîííîãî èíòåðâàëà èçîáðàæåíà ìîäåëü êîíòóðà
êîììóòàöèè òîêà ñ ôàçû À íà ôàçó Â. Òîê ñ âåíòèëÿ Â1, êîòîðûé â ìîìåíò
� � � � çàïèðàåòñÿ (ê íåìó â ýòîò ìîìåíò ïðèêëàäûâàåòñÿ çàïèðàþùåå
äëÿ íåãî íàïðÿæåíèå), ïåðåõîäèò íà âåíòèëü Â3. Íà ýòîì èíòåðâàëå íàïðÿ-
æåíèÿ ôàç À è Â ñåòè íà âõîäå âûïðÿìèòåëÿ îïèñûâàþòñÿ âûðàæåíèÿìè
u e x
di
d
a a a
a� �
, u e x
di
d
b b a
b� �
, (1)
ãäå, êàê èçâåñòíî èç òåîðèè âûïðÿìèòåëåé [4],
i I ia d� � ê , i ib � ê , i
E
x
m
a
ê � �3
2
(cos cos )�
. (2)
Èç ñîîòíîøåíèé (1) è (2) âèäíî, ÷òî íà êîììóòàöèîííîì èíòåðâàëå â
ôàçíûõ íàïðÿæåíèÿõ ó âûõîäÿùåé èç ðàáîòû ôàçû À ê ÝÄÑ ea äîáàâëÿåòñÿ
íàïðÿæåíèå ��uêà�, à â íàïðÿæåíèè ôàçû  (êîòîðàÿ â ìîìåíò
� �
âñòóïàåò â ðàáîòó â ðåçóëüòàòå îòïèðàíèÿ âåíòèëÿ Â3), íàîáîðîò, èç ÝÄÑ
eb âû÷èòàåòñÿ íàïðÿæåíèå ��uêb�(ñì. ðèñ. 2, II):
u e u e ua a a a a� � � �� �ê ê| |,
u e u e ub b b b b� � � �� �ê ê| |,
�
u x
di
d
x
di
d
E
a a
a
a
m
ê
ê� � � � � 3
2
sin ,
(3)
�
u x
di
d
x
di
d
E
b à
b
à
m
ê
ê� � � 3
2
sin .
 ñîîòíîøåíèÿõ (3) ó÷òåíî, ÷òî íà èíòåðâàëå � � �� �
�
ôóíêöèÿ sin
áîëüøå íóëÿ. Ñëåäîâàòåëüíî, íà êîììóòàöèîííîì èíòåðâàëå ê íàïðÿ-
æåíèþ çàâåðøàþùåé ðàáîòó ôàçû À äîáàâëÿåòñÿ êîììóòàöèîííàÿ ïëî-
ùàäêà:
S u d
E
d
Em m
ê ê� �
�
���
�
���
�
�
�3
2
3
2
sin [cos cos ( )]� � � � . (4)
È.Â. Âîëêîâ, À.È. ×èæåíêî
80 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2015. V. 37. ¹ 5
Î÷åâèäíî, ÷òî òî÷íî òàêàÿ æå ïî âåëè÷èíå ïëîùàäêà âûðåçàåòñÿ èç
íàïðÿæåíèÿ âñòóïàþùåé â ðàáîòó ôàçû Â. Ïîñêîëüêó ýòà ñèòóàöèÿ öèêëè-
÷åñêè ïîâòîðÿåòñÿ êàæäóþ øåñòóþ ÷àñòü ïåðèîäà ïèòàþùåãî íàïðÿæåíèÿ,
âðåìåííàÿ äèàãðàììà ôàçíîãî íàïðÿæåíèÿ ua íà âõîäå âûïðÿìèòåëÿ èìååò
âèä, ïðåäñòàâëåííûé íà ðèñ. 2 äèàãðàììîé II.
Èç ñîîòíîøåíèÿ (2) âèäíî, ÷òî di d di d di db à/ / /
� � � ê . Âû÷èòàÿ â
(1) èç âòîðîãî óðàâíåíèÿ ïåðâîå è ó÷èòûâàÿ ïîñëåäíåå ðàâåíñòâî, äëÿ
ëèíåéíîãî íàïðÿæåíèÿ ubà, ïîëó÷àåì
u e x
di
d
e uab ab a ab� � � �2 2ê
ê
� ,
îòêóäà ñëåäóåò, ÷òî íà èíòåðâàëå êîììóòàöèè òîêà ñ ôàçû À íà ôàçó Â â
ëèíåéíîì íàïðÿæåíèè uab âûðåçàåòñÿ óäâîåííàÿ ïëîùàäêà 2Sê, ÷òî ïî-
êàçàíî íà ðèñ. 2 (äèàãðàììà III).
Ó÷èòûâàÿ, ÷òî â êîíöå èíòåðâàëà êîììóòàöèè, ò.å. â ìîìåíò
� � � �,
âåíòèëü Â1 çàïèðàåòñÿ è òîê ia ñòàíîâèòñÿ ðàâíûì íóëþ (ia (�����) = 0), èç
ñîîòíîøåíèé (1), ïîäñòàâëÿÿ â íèõ
��������, íàõîäèì
I i
E
x
d
m
a
� � � �ê ( ) [cos cos ( )]� � � � � �3
2
. (5)
Ñîïîñòàâëÿÿ ñîîòíîøåíèÿ (4) è (5), ïðèõîäèì ê âûðàæåíèþ S x Ia dê � ,
îòêóäà ñëåäóåò, ÷òî êîììóòàöèîííàÿ ïëîùàäêà Sê òåì áîëüøå, ÷åì áîëüøå
èíäóêòèâíîñòü ðàññåÿíèÿ ñåòè La è ÷åì áîëüøå âûïðÿìëåííûé òîê I d . Ðà-
Ñïîñîá êîððåêöèè ôîðìû ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ ïðè ïèòàíèè óïðàâëÿåìûõ
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2015. Ò. 37. ¹ 5 81
ia
ea
A
ib
eb
B
LaLaLa
ic
ec
ua
C
ucub
Id
Ðèñ. 3
âåíñòâî (5), ïåðåïèñàííîå â âèäå cos ( ) cos� � � �� � 2
3
x I
E
a d
m
, ïðåäñòàâëÿåò
ñîáîé óðàâíåíèå äëÿ îïðåäåëåíèÿ óãëà êîììóòàöèè � êàê ôóíêöèè óãëà
óïðàâëåíèÿ � è çíà÷åíèé âûïðÿìëåííîãî òîêà Id.
Ïðîáëåìà óìåíüøåíèÿ âëèÿíèÿ êîììóòàöèîííûõ ïëîùàäîê íà ïè-
òàþùåå âûïðÿìèòåëü ñåòåâîå íàïðÿæåíèå äî ñèõ ïîð îêîí÷àòåëüíî íå ðå-
øåíà. Íàèáîëåå ðàäèêàëüíûì ñïîñîáîì óìåíüøåíèÿ âëèÿíèÿ êîììóòàöèîí-
íûõ ïëîùàäîê íà êà÷åñòâî ïèòàþùåãî âûïðÿìèòåëü íàïðÿæåíèÿ ÿâëÿåòñÿ
ñõåìîòåõíè÷åñêîå ðåøåíèå, îáåñïå÷èâàþùåå èõ îòñóòñòâèå, ÷òî äîñòèãàåòñÿ
ïðè ìãíîâåííîé êîììóòàöèè âåíòèëåé â âûïðÿìèòåëå.
Òåõíè÷åñêè ýòó ïðîáëåìó ìîæíî ðåøèòü, íàïðèìåð, ñ ïîìîùüþ âêëþ-
÷åíèÿ íà âõîäå âûïðÿìèòåëÿ òðåóãîëüíèêà êîíäåíñàòîðîâ Ñ (ðèñ. 4).
Äåéñòâèòåëüíî, åñëè ïðåäïîëîæèòü, ÷òî â ïðåîáðàçîâàòåëå, íàïðèìåð â
êàòîäíîé ãðóïïå âåíòèëåé, îòïåðòî îäíîâðåìåííî äâà âåíòèëÿ, òî êîíòóð
èõ êîììóòàöèè îõâàòûâàåò çàðÿæåííûé (äî íàïðÿæåíèÿ, ïðåâûøàþùåãî
ëèíåéíîå íàïðÿæåíèå ñåòè) êîíäåíñàòîð, çàêîðî÷åííûé ýòèìè âåíòèëÿìè
íàêîðîòêî. Ïîíÿòíî, ÷òî îãðàíè÷èâàåìûé òîëüêî ñîïðîòèâëåíèÿìè ïðî-
È.Â. Âîëêîâ, À.È. ×èæåíêî
82 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2015. V. 37. ¹ 5
ia
ea
A
ib
eb
B
LaLaLa
ic
ec
ua
C
CC C
ucub
B1
B3
B5
B4
B6
B2
rd Ld
Ðèñ. 4
âîäîâ è îòïåðòûõ âåíòèëåé òîê ðàçðÿäà êîíäåíñàòîðà ìãíîâåííî çàïðåò
âåíòèëü, ÷åðåç êîòîðûé îí ïðîòåêàåò â îáðàòíîì (äëÿ âåíòèëÿ) íàïðàâ-
ëåíèè. Ñëåäîâàòåëüíî, êîììóòàöèÿ â òàêîì ïðåîáðàçîâàòåëå ìîæåò áûòü
òîëüêî ìãíîâåííîé.
Ê íåäîñòàòêàì òàêîãî ðåøåíèÿ ñëåäóåò îòíåñòè íàëè÷èå â íåì âëèÿþ-
ùèõ íà ðåæèìû ñåòè ñèëîâûõ êîíäåíñàòîðîâ, íàïðÿæåíèå íà êîòîðûõ
(âñëåäñòâèå íàëè÷èÿ èíäóêòèâíîñòåé ðàññåÿíèÿ La, âêëþ÷åííûõ â öåïü
ìåæäó êîíäåíñàòîðàìè è ãåíåðàòîðîì ÝÄÑ ) ïðåâûøàåò ëèíåéíîå íàïðÿ-
æåíèå ñåòè, è íåâîçìîæíîñòü â òàêîì ïðåîáðàçîâàòåëå ðåãóëèðîâàíèÿ
âûïðÿìëåííîãî íàïðÿæåíèÿ Ud = rd Id, ãäå
U
T
u t dt u dd
T
d d�
�
1 3
0
3
( ) ( )
/
�
�
�
�
�
;
rd — àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå íàãðóçêè. Âûïðÿìèòåëüíûé ìîñò â ýòîì
ñëó÷àå ìîæåò ôóíêöèîíèðîâàòü òîëüêî â äèîäíîì ðåæèìå, ò.å. ïðè � = 0.
Äëÿ òîãî ÷òîáû èçáåæàòü èñïîëüçîâàíèÿ ìîùíûõ êîíäåíñàòîðîâ, ïîñ-
òîÿííî ïîäêëþ÷åííûõ ê ñåòè è âëèÿþùèõ íà åå ðåæèìû, à òàêæå îáåñïå-
÷èòü âîçìîæíîñòü ðåãóëèðîâàíèÿ âåëè÷èíû Ud, ÷òî íåîáõîäèìî ïðè èñ-
ïîëüçîâàíèè óïðàâëÿåìûõ âûïðÿìèòåëåé, ìîæåò áûòü ïðèìåíåí ñëåäóþ-
ùèé ñïîñîá ðåøåíèÿ ýòîé çàäà÷è.
Ïðåäëàãàåìûé ñïîñîá êîððåêöèè ôîðìû íàïðÿæåíèÿ ñåòè îñíîâàí íà
òðàíñôîðìèðîâàíèè â ñåòü èìïóëüñîâ íàïðÿæåíèÿ, êîòîðûå êîìïåíñè-
ðóþò â ñåòåâîì íàïðÿæåíèè êîììóòàöèîííûå ïèêè è âïàäèíû. Î÷åâèäíî,
÷òî ýòè èìïóëüñû ïî ôîðìå è âðåìåíè èõ òðàíñôîðìèðîâàíèÿ äîëæíû
ìàêñèìàëüíî ñîîòâåòñòâîâàòü ôîðìå è âðåìåíè óäàëÿåìûõ èç íàïðÿæåíèÿ
ñåòè è äîáàâëÿåìûõ ê íåìó êîììóòàöèîííûõ ïëîùàäîê, ÷òîáû ïðè ñóì-
ìèðîâàíèè ñ ôàçíûìè íàïðÿæåíèÿìè ñåòè (ñì. ðèñ. 2, II) ýôôåêòèâíî èõ
êîìïåíñèðîâàòü, ïðèáëèæàÿ òåì ñàìûì ôîðìó ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ ê ñèíó-
ñîèäàëüíîé. Äëÿ ðåàëèçàöèè íà ïðàêòèêå ýòîãî ñïîñîáà öåëåñîîáðàçíî èñ-
ïîëüçîâàòü ñõåìîòåõíè÷åñêîå ðåøåíèå, ïðåäñòàâëåííîå íà ðèñ. 5, è ðàçðàáî-
òàííûé äëÿ íåãî àëãîðèòì ôîðìèðîâàíèÿ êîððåêòèðóþùèõ èìïóëüñîâ.
Ñóòü ýòîãî ðåøåíèÿ ñîñòîèò â òîì, ÷òî äëÿ óñòðàíåíèÿ êîììóòàöèîí-
íûõ ïèêîâ è ïðîâàëîâ â ñåòåâîì íàïðÿæåíèè èñïîëüçóþòñÿ ìàëîìîùíûå
èìïóëüñíûå òðàíñôîðìàòîðû âîëüòîäîáàâêè (èõ ìîùíîñòü îïðåäåëÿåòñÿ
âåëè÷èíîé êîììóòàöèîííûõ ïëîùàäîê), êîòîðûå òðàíñôîðìèðóþò â ñåòü
èìïóëüñû, êîìïåíñèðóþùèå ýòè ïðîâàëû è ïèêè. Âòîðè÷íûå ìàëîâèò-
êîâûå îáìîòêè ýòèõ èìïóëüñíûõ òðàíñôîðìàòîðîâ, ïîäêëþ÷àþòñÿ â ðàç-
ðûâû ( � �A A, � �B B, ��C C) ñèëîâûõ ôàçíûõ ïðîâîäîâ, à ïåðâè÷íûå, ìíîãî-
âèòêîâûå, ÷åðåç ñîïðîòèâëåíèå R äåëèòåëÿ íàïðÿæåíèÿ è âñïîìîãàòåëüíûå
Ñïîñîá êîððåêöèè ôîðìû ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ ïðè ïèòàíèè óïðàâëÿåìûõ
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2015. Ò. 37. ¹ 5 83
ïîëíîñòüþ óïðàâëÿåìûå âåíòèëè ïîäêëþ÷àþòñÿ ê âûïðÿìëåííîìó íàïðÿ-
æåíèþ. Òîê (iòð1 = uô/R) ÷åðåç ïåðâè÷íûå èõ îáìîòêè ïðîòåêàåò ëèøü íà
èíòåðâàëàõ êîììóòàöèè, ò.å. èñêëþ÷èòåëüíî â òå÷åíèå èíòåðâàëà êîììó-
òàöèè �. Âñïîìîãàòåëüíûå âåíòèëè èñïîëüçóþòñÿ äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ êîì-
ïåíñèðóþùèõ êîììóòàöèîííûå ïëîùàäêè èìïóëüñîâ. Òðåáóåòñÿ 12 âñïî-
ìîãàòåëüíûõ ìàëîìîùíûõ ïîëíîñòüþ óïðàâëÿåìûõ âåíòèëåé — ïî ÷å-
òûðå íà êàæäóþ ôàçó. Íà ðèñ. 5 äëÿ ôàçû A îíè îáîçíà÷åíû 1—4.
Ðàññìîòðèì ïîäðîáíåå ðàáîòó ïðåîáðàçîâàòåëÿ ïî ñõåìå, ïðåäñòàâ-
ëåííîé íà ðèñ. 5. Â ìîìåíò
� � íà÷èíàåòñÿ êîììóòàöèÿ òîêà ñ ôàçû A íà
ôàçó B — âåíòèëü Â3 âñòóïàåò â ðàáîòó. Â öåïè â ýòîò ìîìåíò îäíîâðå-
ìåííî ïðîïóñêàþò òîê òàêæå âåíòèëè Â1 è Â2. Ýòà êîììóòàöèÿ çàâåðøàåò-
ñÿ â ìîìåíò
� � � �, êîãäà âåíòèëü Â1 âûõîäèò èç ðàáîòû. Ê íàïðÿæåíèþ
âûõîäÿùåé èç ðàáîòû ôàçû A íà èíòåðâàëå �
� � � äîáàâëÿåòñÿ
È.Â. Âîëêîâ, À.È. ×èæåíêî
84 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2015. V. 37. ¹ 5
ia
ea
A�
A
ib
eb
B�
B
C
LaLaLa
ic
ec
ua
R
C�
ucub
B1
B3
B5
B4
1
3
2
4
B6
B2
rd Ld
� � � � � �
� �� � � �
Ðèñ. 5
êîììóòàöèîííàÿ ïëîùàäêà (ñì. äèàãðàììó II íà ðèñ. 2). Äëÿ êîððåêöèè
ýòîãî íàïðÿæåíèÿ â ìîìåíò
� � îòïèðàþòñÿ âñïîìîãàòåëüíûå ïîë-
íîñòüþ óïðàâëÿåìûå âåíòèëè 2 è 3, ÷åðåç êîòîðûå ê ïåðâè÷íîé îáìîòêå
èìïóëüñíîãî òðàíñôîðìàòîðà ÷åðåç äåëèòåëü ïðèêëàäûâàåòñÿ íàïðÿæåíèå
ud < 0 (ñì. äèàãðàììó VI íà ðèñ. 2, ãäå ïîêàçàíû èìïóëüñû, âûðåçàåìûå
èç íàïðÿæåíèÿ ud âñïîìîãàòåëüíûìè ïîëíîñòüþ óïðàâëÿåìûìè âåíòè-
ëÿìè 1—4, êîòîðûå ïðèêëàäûâàþòñÿ ê âåòâè ñ ïîñëåäîâàòåëüíûì ñîåäè-
íåíèåì: ïåðâè÷íàÿ îáìîòêà èìïóëüñíîãî òðàíñôîðìàòîðà — äåëèòåëü
íàïðÿæåíèÿ R). Â êîíöå êîììóòàöèè, ò.å. â ìîìåíò � � � � �, îòïèðàþòñÿ è
âñïîìîãàòåëüíûå ïîëíîñòüþ óïðàâëÿåìûå âåíòèëè 1 è 4. Ãðóïïà îòêðû-
òûõ âåíòèëåé 1—4 çàêîðà÷èâàåò ïåðâè÷íóþ îáìîòêó èìïóëüñíîãî òðàíñ-
ôîðìàòîðà, îáíóëÿÿ íàïðÿæåíèå íà íåé, â ðåçóëüòàòå ÷åãî îáåñïå÷èâàåòñÿ
ïðàêòè÷åñêè âåðòèêàëüíûé çàäíèé ôðîíò òðàíñôîðìèðóåìîãî âî âòîðè÷-
íóþ îáìîòêó èìïóëüñà.
Òàêèì îáðàçîì, íà èíòåðâàëå �
� � � â ïåðâè÷íóþ îáìîòêó òðàíñ-
ôîðìèðóåòñÿ èìïóëüñ îòðèöàòåëüíîé ïîëÿðíîñòè, êîòîðûé êîìïåíñèðóåò
ñîîòâåòñòâóþùèé ïîëîæèòåëüíûé èìïóëüñ uSa íà äèàãðàììå V (ñì. ðèñ. 2).
 ðåçóëüòàòå îòêîððåêòèðîâàííîå íàïðÿæåíèå ìåæäó êëåììàìè À è 0 ïî
ôîðìå ñòàíîâèòñÿ áëèçêèì ê ÝÄÑ ea. Ïðè îäíîâðåìåííîé ðàáîòå âñïîìî-
ãàòåëüíûõ âåíòèëåé 1—4 òîê äåëèòåëÿ R ìèíóåò ïåðâè÷íóþ îáìîòêó
òðàíñôîðìàòîðà è ïîýòîìó â öåïè ïðîòåêàíèÿ ýòîãî òîêà íå ñîäåðæèòñÿ
íèêàêèõ èíäóêòèâíûõ ýëåìåíòîâ, ÷òî ïîçâîëÿåò áåñïðåïÿòñòâåííî ïðåð-
âàòü ýòîò òîê ïîëíîñòüþ óïðàâëÿåìûìè âåíòèëÿìè 1—4. Òàêèì îáðàçîì, â
ìîìåíò
�������� + 0 ýòè òèðèñòîðû çàïèðàþòñÿ.
 ìîìåíò
� � � �/3 íà÷èíàåòñÿ êîììóòàöèÿ òîêà ñ ôàçû C íà ôàçó A —
âåíòèëü Â4 âñòóïàåò â ðàáîòó, îäíîâðåìåííî ñ íèì ïðîïóñêàþò òîê òàêæå
âåíòèëè Â2 è Â3. Â ìîìåíò
� � � � � ��3 âåíòèëü Â2 âûõîäèò èç ðàáîòû è
êîììóòàöèÿ òîêà ìåæäó ýòèìè ôàçàìè çàâåðøàåòñÿ. Êàê âèäíî èç äèàãðàì-
ìû II íà ðèñ. 2, íà èíòåðâàëå � � ���
� � � � ��� ê íàïðÿæåíèþ ua òàê-
æå ïðèáàâëÿåòñÿ êîììóòàöèîííàÿ ïëîùàäêà. Äëÿ êîìïåíñàöèè åå äåéñò-
âèÿ, èñêàæàþùåãî ôîðìó íàïðÿæåíèÿ ua, îòïèðàþòñÿ âñïîìîãàòåëüíûå
âåíòèëè 2 è 3 è ïîëíîñòüþ ïîâòîðÿåòñÿ ïðîöåññ êîððåêöèè íàïðÿæåíèÿ,
èçëîæåííûé âûøå äëÿ èíòåðâàëà ��
�
�
������.
 ìîìåíò
� � � � íà÷èíàåòñÿ êîììóòàöèÿ ñ ôàçû A íà ôàçó B, â ïðî-
öåññå êîòîðîé òîê ñ âåíòèëÿ Â4 ïåðåõîäèò íà âåíòèëü Â6. Ïðè ýòîì â
êàòîäíîé ãðóïïå âåíòèëåé ïðîïóñêàåò òîê âåíòèëü Â5.
 ïðîöåññå êîììóòàöèè èç íàïðÿæåíèÿ ua âû÷èòàåòñÿ ïëîùàäêà, ñîîò-
âåòñòâóþùàÿ ýòîé êîììóòàöèè. Ñëåäîâàòåëüíî, êàê âèäíî èç äèàãðàììû V
íà ðèñ. 2, äëÿ êîððåêöèè ôîðìû íàïðÿæåíèÿ ua íåîáõîäèìî ñêîìïåíñè-
ðîâàòü èìïóëüñ îòðèöàòåëüíîé ïîëÿðíîñòè. Äëÿ ýòîãî â ìîìåíò
� � � �
Ñïîñîá êîððåêöèè ôîðìû ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ ïðè ïèòàíèè óïðàâëÿåìûõ
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2015. Ò. 37. ¹ 5 85
ïîäàåòñÿ óïðàâëÿþùèé èìïóëüñ íà îòïèðàíèå âñïîìîãàòåëüíûõ òèðèñ-
òîðîâ 1 è 4, ÷åðåç íèõ è äåëèòåëü íàïðÿæåíèÿ R ê ïåðâè÷íîé îáìîòêå
òðàíñôîðìàòîðà ïðèêëàäûâàåòñÿ íàïðÿæåíèå ud > 0 (ñì. äèàãðàììó VI íà
ðèñ. 2). Ýòî íàïðÿæåíèå ïðèëîæåíî ê îáìîòêå â òå÷åíèå èíòåðâàëà êîì-
ìóòàöèè �������
�
�
����������.
Òàêèì îáðàçîì, íà âòîðè÷íóþ îáìîòêó òðàíñôîðìèðóåòñÿ èìïóëüñ
ïîëîæèòåëüíîé ïîëÿðíîñòè, êîìïåíñèðóþùèé îòðèöàòåëüíûé èìïóëüñ
uSa è òåì ñàìûì êîððåêòèðóþùèé ñåòåâîå ôàçíîå íàïðÿæåíèå ua. Äëÿ
ôîðìèðîâàíèÿ çàäíåãî ôðîíòà ýòîãî èìïóëüñà â ìîìåíò
� � � � � �
(ìîìåíò âûõîäà èç ðàáîòû âåíòèëÿ Â4) îòïèðàþòñÿ âñïîìîãàòåëüíûå âåí-
òèëè 2 è 3. Ãðóïïà îòêðûòûõ âñïîìîãàòåëüíûõ âåíòèëåé 1—4 çàêîðà÷è-
âàåò âòîðè÷íóþ îáìîòêó èìïóëüñíîãî òðàíñôîðìàòîðà, îáíóëÿÿ íàïðÿæå-
íèå íà íåé, ïîñëå ÷åãî â ìîìåíò
� � � � � � � � âñå âñïîìîãàòåëüíûå
âåíòèëè ôàçû A çàïèðàþòñÿ.
Ïðè
� � � ���3 íà÷èíàåòñÿ êîììóòàöèÿ òîêà ñ ôàçû C íà ôàçó A —
âåíòèëü Â1 âñòóïàåò â ðàáîòó, îäíîâðåìåííî ñ íèì íà èíòåðâàëå � � ����
� � � � ��/3 ïðîïóñêàþò òîê òàêæå âåíòèëè Â6 è Â5 (ïîñëåäíèé ïðè
� � � � � ���3 âûõîäèò èç ðàáîòû). Êàê âèäíî èç äèàãðàììû V íà ðèñ. 2,
íåîáõîäèìî êîìïåíñèðîâàòü îòðèöàòåëüíûé èìïóëüñ íàïðÿæåíèÿ uSa, âû-
ðåçàåìûé èç ôàçíîãî íàïðÿæåíèÿ ua. Ïðîöåññ êîððåêöèè ôîðìû íàïðÿæå-
íèÿ ua íà ýòîì èíòåðâàëå òàêîé æå, êàê è íà èíòåðâàëå � � �
� � � � �. Â
äðóãèõ ôàçàõ êîððåêöèÿ íàïðÿæåíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ àíàëîãè÷íî.
 ïðåîáðàçîâàòåëå, ñõåìà êîòîðîãî ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 5, îáðàòíàÿ
ñâÿçü, îòñëåæèâàþùàÿ çàâèñèìîñòü âûñîòû òðàíñôîðìèðóåìîãî âî âòî-
ðè÷íóþ îáìîòêó êîððåêòèðóþùåãî èìïóëüñà îò âûñîòû êîììóòàöèîííîé
ïëîùàäêè (êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ ôóíêöèåé èçìåíÿåìûõ ïðè ðåãóëèðîâàíèè
íàïðÿæåíèÿ Ud ïàðàìåòðîâ �, � è Id ), îñóùåñòâëÿåòñÿ àâòîìàòè÷åñêè. Äî-
ïóñòèì, â ðåçóëüòàòå èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðîâ �, � è Id âûñîòà êîììóòàöèîí-
íûõ ïëîùàäîê (èõ ïëîùàäü Sê = xaId) óìåíüøèëàñü âñëåäñòâèå óìåíüøåíèÿ
òîêà Id. Òîãäà ïðîïîðöèîíàëüíî óìåíüøàåòñÿ è âûïðÿìëåííîå íàïðÿæåí-
èå ud (ñðåäíåå çíà÷åíèå êîòîðîãî Ud = rd Id), à ñîîòâåòñòâåííî ïðîïîðöèî-
íàëüíî óìåíüøàåòñÿ è àìïëèòóäà èìïóëüñîâ íàïðÿæåíèÿ uèìd, ïîäàâàå-
ìîãî ÷åðåç ëèíåéíûé äåëèòåëü íàïðÿæåíèÿ, — ñîïðîòèâëåíèå R íà ïåð-
âè÷íûå îáìîòêè èìïóëüñíûõ òðàíñôîðìàòîðîâ. Ïðè íåèçìåííîé âåëè÷èíå
êîýôôèöèåíòà òðàíñôîðìàöèè ïðîïîðöèîíàëüíî óìåíüøèòñÿ è àìïëè-
òóäà èìïóëüñà êîððåêöèè íàïðÿæåíèÿ, òðàíñôîðìèðóåìîãî âî âòîðè÷íóþ
îáìîòêó.  ñèëó ëèíåéíîñòè öåïè ïðîöåññ ïðîòåêàåò àíàëîãè÷íî è ïðè
óâåëè÷åíèè âûñîòû êîììóòàöèîííîé ïëîùàäêè, èëè ïðè óâåëè÷åíèè çíà-
÷åíèÿ Id.
È.Â. Âîëêîâ, À.È. ×èæåíêî
86 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2015. V. 37. ¹ 5
Âûâîäû
Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ïîçâîëèëè óñòàíîâèòü ñëåäóþùåå:
ýôôåêòèâíûì ñïîñîáîì êîððåêöèè ôîðìû íàïðÿæåíèÿ ñåòè ÿâëÿåòñÿ
òðàíñôîðìàöèÿ â ñåòü êîððåêòèðóþùèõ èìïóëüñîâ íàïðÿæåíèÿ âîëüòîäî-
áàâêè, êîìïåíñèðóþùèõ â íåì êîììóòàöèîííûå ïèêè è âïàäèíû;
äëÿ ðåàëèçàöèè òàêîãî ñïîñîáà êîððåêöèè ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ ýô-
ôåêòèâíû ïðåäëîæåííîå ñõåìîòåõíè÷åñêîå ðåøåíèå è ðàçðàáîòàííûé ïðè-
ìåíèòåëüíî ê íåìó àëãîðèòì ôîðìèðîâàíèÿ êîððåêòèðóþùèõ èìïóëüñîâ,
êîòîðûå ïîçâîëÿþò óñòðàíèòü âîçíèêàþùèå â ñèñòåìå ñåòü — ìîùíûé âûï-
ðÿìèòåëü êîììóòàöèîííûå ïèêè è ïðîâàëû ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ;
ïðåäëîæåííîå ðåøåíèå ïðîáëåìû íå ñâÿçàíî ñ ñóùåñòâåííûì óâåëè-
÷åíèåì óñòàíîâëåííîé ìîùíîñòè îáîðóäîâàíèÿ, òàê êàê èñïîëíèòåëüíû-
ìè ñèëîâûìè ýëåìåíòàìè êîððåêöèè íàïðÿæåíèÿ ÿâëÿþòñÿ ìàëîìîùíûå
èìïóëüñíûå òðàíñôîðìàòîðû âîëüòîäîáàâêè, ìîùíîñòü êîòîðûõ îïðåäå-
ëÿåòñÿ èñêëþ÷èòåëüíî êîììóòàöèîííûìè ïëîùàäêàìè. Ýòè èìïóëüñíûå
òðàíñôîðìàòîðû âîëüòîäîáàâêè, ïîäêëþ÷åííûå ÷åðåç ïîíèæàþùèé äåëè-
òåëü íàïðÿæåíèÿ ê âûïðÿìëåííîìó íàïðÿæåíèþ, ôóíêöèîíèðóþò òîëüêî
â òå÷åíèå èíòåðâàëà êîììóòàöèè;
ïðåäëîæåííûå ñïîñîá è ðåàëèçóþùåå åãî ñõåìîòåõíè÷åñêîå ðåøåíèå
áîëåå ýôôåêòèâíî ïî ñðàâíåíèþ ñ àëüòåðíàòèâíûìè ðåøåíèÿìè, êîòîðûå
ïðåäïîëàãàþò èñïîëüçîâàíèå ìîùíîãî äîïîëíèòåëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ,
ïîñòîÿííî ïîäêëþ÷åííîãî ïîä íàïðÿæåíèå, ïðåâûøàþùåå ëèíåéíîå íàï-
ðÿæåíèå ñåòè.
CÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1. Tang L., McGranagham M., Ferraro R. et al. Voltage notching interaction caused by large
adjustable speed drives on distribution systems with low short circuit capacities// IEEE
Trans Power Delivery. — 1996. — Vol. 11, No 3.
2. Mejia A.E. Analysis of Voltage Notches Caused by Power Converters // Scentia et Tech-
nica. — 2011. — Vol. 16, No 48. — P. 25—28.
3. Ñïðàâî÷íèê ïî ïðåîáðàçîâàòåëüíîé òåõíèêå. Ïîä ðåäàêöèåé ÷ë.-êîð. ÀÍ ÓÑÑÐ È.Ì. ×è-
æåíêî. — Êèåâ: Òåõí³êà, 1978. — 448 ñ.
4. Ðóäåíêî Â.Ñ., Ñåíüêî Â.È., ×èæåíêî È.Ì. Ïðåîáðàçîâàòåëüíàÿ òåõíèêà. – Êèåâ: Âèùà
øêîëà, 1978. – 624 ñ.
I.V. Volkov, À.I. Chyzhenko
A METHOD FOR IMPROVING THE FORM OF MAINS VOLTAGE
UNDER SUPPLY OF CONTROLLED RECTIFIERS
The article deals with the problem of power supply by the network of controlled diode rectifiers
commensurable with the network of rectifier power. In such a system there is a distortion of the
mains voltage, as a consequence of controlled diodes (thyristors) commutation processes leading
to formation of so-called switching platforms known as «notches». A method and corresponding
Ñïîñîá êîððåêöèè ôîðìû ñåòåâîãî íàïðÿæåíèÿ ïðè ïèòàíèè óïðàâëÿåìûõ
ISSN 0204–3572. Ýëåêòðîí. ìîäåëèðîâàíèå. 2015. Ò. 37. ¹ 5 87
design are proposed, that permits to avoid the factors distorting the mains voltage. This is
achieved through the use of voltage boost low-power pulse transformers which generate special
pulses into mains that compensate the notches and surges of voltage. Such pulses are generated
exclusively in the moments of thyristor switching and their duration is proportional to the angle
of thyristor commutation. To implement this method 3 single-phase voltage boost pulse trans-
formers are used, the secondary windings of which are incorporated directly into the network
phase wires (up to rectifier input). The primary windings through a voltage divider and auxiliary
diodes forming corrective pulses are connected to the rectified voltage (at the output of the recti-
fier). Formation of the corrective pulses by auxiliary thyristors is carried out in accordance with a
specially developed algorithm of control described in the present work. Since the power of pulse
transformers is completely determined by the power of switching platforms and does not exceed
it, such a circuit design differs favorably from alternative devices that usually use powerful com-
ponents, permanently connected to mains.
K e y w o r d s: correction of the form voltage, rectifier, switching platforms.
REFERENCES
1. Tang, L., McGranagham, M., Ferraro, R. and et al. (1996), “Voltage notching interaction
caused by large adjustable speed drives on distribution systems with low short circuit capaci-
ties”, IEEE Trans Power Delivery, Vol. 11, no. 3.
2. Mejia, A.E. (2011), “Analysis of voltage notches caused by power converters”, Scentia et
Technica, Vol. 16, no. 48, pp. 25-28.
3. Spravochnik po preobrazovatelnoji tekhnike [Reference book on transformation facilities] (1978),
Ed by Chyzhenko I.M., Corr.-Member Acad. Sc. of the USSR, Tekhnika, Kiev, Ukraine.
4. Rudenko, V.S., Senko, V.I. and Chyzhenko, I.M. (1978), Preobrazovatelnaja tehnika [Trans-
formation facilities], Vyshcha shkola, Kiev, Ukraine.
Ïîñòóïèëà 14.07.15;
ïîñëå äîðàáîòêè 07.09.15
ÂÎËÊΠÈãîðü Âëàäèìèðîâè÷, ÷ë.-êîð. ÍÀÍ Óêðàèíû, ä-ð. òåõí. íàóê, ïðîôåññîð, çàâ. îòäå-
ëîì ñèñòåì ñòàáèëèçèðîâàííîãî òîêà Èí-òà ýëåêòðîäèíàìèêè ÍÀÍ Óêðàèíû. Â 1958 ã.
îêîí÷èë Êèåâñêèé ïîëèòåõíè÷åñêèé èí-ò. Îáëàñòü íàó÷íûõ èññëåäîâàíèé — òåîðåòè÷åñêàÿ
ýëåêòðîòåõíèêà, ýëåêòðîïðèâîä, ýëåêòðîòåõíîëîãèè, ïðåîáðàçîâàíèå è ýôôåêòèâíîå èñïîëü-
çîâàíèå ýëåêòðîìàãíèòíîé ýíåðãèè.
×ÈÆÅÍÊÎ Àëåêñàíäð Èâàíîâè÷, ä-ð. òåõí. íàóê, ñò. íàó÷. ñîòð. Èí-òà ýëåêòðîäèíàìèêè ÍÀÍ
Óêðàèíû.  1980 ã. îêîí÷èë Êèåâñêèé ïîëèòåõíè÷åñêèé èí-ò. Îáëàñòü íàó÷íûõ èññëåäîâàíèé —
òåîðåòè÷åñêàÿ ýëåêòðîòåõíèêà, ïðîìûøëåííàÿ ýëåêòðîíèêà, àíàëèç ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïðî-
öåññîâ â öåïÿõ âåíòèëüíûõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé, ðàçðàáîòêà è èññëåäîâàíèå
óïðàâëÿåìûõ âåíòèëüíûõ ïîëóïðîâîäíèêîâûõ óñòðîéñòâ ïðåîáðàçîâàíèÿ ýëåêòðîýíåðãèè è
ýôôåêòèâíûõ ñïîñîáîâ óïðàâëåíèÿ èìè.
È.Â. Âîëêîâ, À.È. ×èæåíêî
88 ISSN 0204–3572. Electronic Modeling. 2015. V. 37. ¹ 5
Ê ñòàòüå È.Â. ÂÎËÊÎÂÀ, À.È. ×ÈÆÅÍÊÎ
Ðèñ. 2
|