Непосредственные преобразователи частоты с искусственной и естественной коммутацией в бесконтактных асинхронизированных машинах

Приведены сопоставительный анализ непосредственных преобразователей частоты с искусственной и естественной коммутацией при циклическом алгоритме управления, рекомендации по их применению в бесконтактных асинхронизированных машинах с трехфазными обмотками возбуждения. Преобразователи с ограниченным ч...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:	Електротехніка і електромеханіка
Datum:	2015
Hauptverfasser:	Галиновский, А.М., Ленская, Е.А., Мельник, Н.П.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2015
Schlagworte:	Електричні машини та апарати
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/149299
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Непосредственные преобразователи частоты с искусственной и естественной коммутацией в бесконтактных асинхронизированных машинах / А.М. Галиновский, Е.А. Ленская, Н.П. Мельник // Електротехніка і електромеханіка. — 2015. — № 5. — С. 23–30. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-149299
record_format	dspace
spelling	Галиновский, А.М. Ленская, Е.А. Мельник, Н.П. 2019-02-20T12:36:18Z 2019-02-20T12:36:18Z 2015 Непосредственные преобразователи частоты с искусственной и естественной коммутацией в бесконтактных асинхронизированных машинах / А.М. Галиновский, Е.А. Ленская, Н.П. Мельник // Електротехніка і електромеханіка. — 2015. — № 5. — С. 23–30. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 2074-272X DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2015.5.03 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/149299 621.313:314 Приведены сопоставительный анализ непосредственных преобразователей частоты с искусственной и естественной коммутацией при циклическом алгоритме управления, рекомендации по их применению в бесконтактных асинхронизированных машинах с трехфазными обмотками возбуждения. Преобразователи с ограниченным числом полностью управляемых вентилей имеют большие потери в защитных цепях вентилей, они могут применяться в системах автоматического регулирования возбуждения. Наилучшее качество формы напряжения и тока нагрузки обеспечивают преобразователи с естественной коммутацией при модулированном входном напряжении, комбинированном потенциальном соединении обмоток источника питания и комбинированном способе управления тиристорами. При разделении нагрузки преобразователя на две трехфазные группы, четном числе фаз источника питания на одну фазу нагрузки применяются мостовые схемы преобразования. Регулирование тока нагрузки осуществляется по току возбуждения возбудителей и углу управления тиристорами. Преобразователи могут применяться в мощных асинхронизированных двигателях и генераторах. В асинхронизированных компенсаторах возможно применение диоднотиристорных преобразователей без передачи сигналов управления на вращающуюся часть. Наименьшее увеличение расчетной мощности источника питания имеют преобразователи частоты без модуляции входного напряжения. Однако они имеют низкое качество формы выходного напряжения при высоком коэффициенте мощности нагрузки. Приведені порівняльний аналіз безпосередніх перетворювачів частоти з штучною та природною комутацією при циклічному алгоритмі управління, рекомендації по їх застосуванню в безконтактних асинхронізованих машинах з трифазними обмотками збудження. Перетворювачі з обмеженим числом повністю керованих вентилів мають великі втрати в захисних ланках вентилів, вони можуть застосовуватися в системах автоматичного регулювання збудження. Найкращу якість форми напруги і струму навантаження забезпечують перетворювачі з природною комутацією при модульованій вхідній напрузі, комбінованому потенційному з'єднанні обмоток джерела живлення і комбінованому способі управління тиристорами. При розділенні навантаження перетворювача на дві трифазні групи, парному числі фаз джерела живлення на одну фазу навантаження застосовуються мостові схеми перетворення. Регулювання струму навантаження здійснюється по струму збудження збудників і куту управління тиристорами. Перетворювачі можуть застосовуватися в потужних асинхронізованих двигунах і генераторах. У асинхронізованих компенсаторах можливе застосування діодно-тиристорних перетворювачів без передачі сигналів управління на обертову частину. Найменше збільшення розрахункової потужності джерела живлення мають перетворювачі частоти без модуляції вхідної напруги. Проте вони мають низьку якість форми вихідної напруги при високому коефіцієнті потужності навантаження. The comparative analysis of direct frequency converters with artificial and natural- switching term of the cyclical control algorithm is presented; the recommendations for their using in brushless asynchronized machines with three-phase winding are developed. Converters with a limited number of full-controlled valves have large losses in safety circuits of gates, they can be used in system of automatic excitation control. The best quality of voltage and current load are provided by converters with natural commutation using modulated input voltage, the combined potential compounds windings supply and the combined method of thyristor controlling. When the load is divided into two three-phase groups, an even number of phases of the power supply for single phase of the load are applied the bridge converter circuit. Regulation of the load current is carried out by the excitation current of field exciters and by the control angle of thyristor. Converters can be used in high-power asynchronized motors and generators. In asynchronized compensators it is possible to use diode-thyristor converters without transmitting the control signals to the rotating part. The frequency converters without modulation of input voltage have the smallest increase in rated capacity of power supply. However, they have a low quality form of the output voltage at high power factor of load. ru Інститут технічних проблем магнетизму НАН України Електротехніка і електромеханіка Електричні машини та апарати Непосредственные преобразователи частоты с искусственной и естественной коммутацией в бесконтактных асинхронизированных машинах Direct frequency converter with artificial and natural commutation for brushless asynchronized machines Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Непосредственные преобразователи частоты с искусственной и естественной коммутацией в бесконтактных асинхронизированных машинах
spellingShingle	Непосредственные преобразователи частоты с искусственной и естественной коммутацией в бесконтактных асинхронизированных машинах Галиновский, А.М. Ленская, Е.А. Мельник, Н.П. Електричні машини та апарати
title_short	Непосредственные преобразователи частоты с искусственной и естественной коммутацией в бесконтактных асинхронизированных машинах
title_full	Непосредственные преобразователи частоты с искусственной и естественной коммутацией в бесконтактных асинхронизированных машинах
title_fullStr	Непосредственные преобразователи частоты с искусственной и естественной коммутацией в бесконтактных асинхронизированных машинах
title_full_unstemmed	Непосредственные преобразователи частоты с искусственной и естественной коммутацией в бесконтактных асинхронизированных машинах
title_sort	непосредственные преобразователи частоты с искусственной и естественной коммутацией в бесконтактных асинхронизированных машинах
author	Галиновский, А.М. Ленская, Е.А. Мельник, Н.П.
author_facet	Галиновский, А.М. Ленская, Е.А. Мельник, Н.П.
topic	Електричні машини та апарати
topic_facet	Електричні машини та апарати
publishDate	2015
language	Russian
container_title	Електротехніка і електромеханіка
publisher	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
format	Article
title_alt	Direct frequency converter with artificial and natural commutation for brushless asynchronized machines
description	Приведены сопоставительный анализ непосредственных преобразователей частоты с искусственной и естественной коммутацией при циклическом алгоритме управления, рекомендации по их применению в бесконтактных асинхронизированных машинах с трехфазными обмотками возбуждения. Преобразователи с ограниченным числом полностью управляемых вентилей имеют большие потери в защитных цепях вентилей, они могут применяться в системах автоматического регулирования возбуждения. Наилучшее качество формы напряжения и тока нагрузки обеспечивают преобразователи с естественной коммутацией при модулированном входном напряжении, комбинированном потенциальном соединении обмоток источника питания и комбинированном способе управления тиристорами. При разделении нагрузки преобразователя на две трехфазные группы, четном числе фаз источника питания на одну фазу нагрузки применяются мостовые схемы преобразования. Регулирование тока нагрузки осуществляется по току возбуждения возбудителей и углу управления тиристорами. Преобразователи могут применяться в мощных асинхронизированных двигателях и генераторах. В асинхронизированных компенсаторах возможно применение диоднотиристорных преобразователей без передачи сигналов управления на вращающуюся часть. Наименьшее увеличение расчетной мощности источника питания имеют преобразователи частоты без модуляции входного напряжения. Однако они имеют низкое качество формы выходного напряжения при высоком коэффициенте мощности нагрузки. Приведені порівняльний аналіз безпосередніх перетворювачів частоти з штучною та природною комутацією при циклічному алгоритмі управління, рекомендації по їх застосуванню в безконтактних асинхронізованих машинах з трифазними обмотками збудження. Перетворювачі з обмеженим числом повністю керованих вентилів мають великі втрати в захисних ланках вентилів, вони можуть застосовуватися в системах автоматичного регулювання збудження. Найкращу якість форми напруги і струму навантаження забезпечують перетворювачі з природною комутацією при модульованій вхідній напрузі, комбінованому потенційному з'єднанні обмоток джерела живлення і комбінованому способі управління тиристорами. При розділенні навантаження перетворювача на дві трифазні групи, парному числі фаз джерела живлення на одну фазу навантаження застосовуються мостові схеми перетворення. Регулювання струму навантаження здійснюється по струму збудження збудників і куту управління тиристорами. Перетворювачі можуть застосовуватися в потужних асинхронізованих двигунах і генераторах. У асинхронізованих компенсаторах можливе застосування діодно-тиристорних перетворювачів без передачі сигналів управління на обертову частину. Найменше збільшення розрахункової потужності джерела живлення мають перетворювачі частоти без модуляції вхідної напруги. Проте вони мають низьку якість форми вихідної напруги при високому коефіцієнті потужності навантаження. The comparative analysis of direct frequency converters with artificial and natural- switching term of the cyclical control algorithm is presented; the recommendations for their using in brushless asynchronized machines with three-phase winding are developed. Converters with a limited number of full-controlled valves have large losses in safety circuits of gates, they can be used in system of automatic excitation control. The best quality of voltage and current load are provided by converters with natural commutation using modulated input voltage, the combined potential compounds windings supply and the combined method of thyristor controlling. When the load is divided into two three-phase groups, an even number of phases of the power supply for single phase of the load are applied the bridge converter circuit. Regulation of the load current is carried out by the excitation current of field exciters and by the control angle of thyristor. Converters can be used in high-power asynchronized motors and generators. In asynchronized compensators it is possible to use diode-thyristor converters without transmitting the control signals to the rotating part. The frequency converters without modulation of input voltage have the smallest increase in rated capacity of power supply. However, they have a low quality form of the output voltage at high power factor of load.
issn	2074-272X
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/149299
citation_txt	Непосредственные преобразователи частоты с искусственной и естественной коммутацией в бесконтактных асинхронизированных машинах / А.М. Галиновский, Е.А. Ленская, Н.П. Мельник // Електротехніка і електромеханіка. — 2015. — № 5. — С. 23–30. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT galinovskiiam neposredstvennyepreobrazovateličastotysiskusstvennoiiestestvennoikommutacieivbeskontaktnyhasinhronizirovannyhmašinah AT lenskaâea neposredstvennyepreobrazovateličastotysiskusstvennoiiestestvennoikommutacieivbeskontaktnyhasinhronizirovannyhmašinah AT melʹniknp neposredstvennyepreobrazovateličastotysiskusstvennoiiestestvennoikommutacieivbeskontaktnyhasinhronizirovannyhmašinah AT galinovskiiam directfrequencyconverterwithartificialandnaturalcommutationforbrushlessasynchronizedmachines AT lenskaâea directfrequencyconverterwithartificialandnaturalcommutationforbrushlessasynchronizedmachines AT melʹniknp directfrequencyconverterwithartificialandnaturalcommutationforbrushlessasynchronizedmachines
first_indexed	2025-11-26T03:22:20Z
last_indexed	2025-11-26T03:22:20Z
_version_	1850610062046789632
fulltext	ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №5 23 © А.М. Галиновский, Е.А. Ленская, Н.П. Мельник УДК 621.313:314 А.М. Галиновский, Е.А. Ленская, Н.П. Мельник НЕПОСРЕДСТВЕННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ С ИСКУССТВЕННОЙ И ЕСТЕСТВЕННОЙ КОММУТАЦИЕЙ В БЕСКОНТАКТНЫХ АСИНХРОНИЗИРОВАННЫХ МАШИНАХ Приведені порівняльний аналіз безпосередніх перетворювачів частоти з штучною та природною комутацією при цик- лічному алгоритмі управління, рекомендації по їх застосуванню в безконтактних асинхронізованих машинах з трифа- зними обмотками збудження. Перетворювачі з обмеженим числом повністю керованих вентилів мають великі втрати в захисних ланках вентилів, вони можуть застосовуватися в системах автоматичного регулювання збу- дження. Найкращу якість форми напруги і струму навантаження забезпечують перетворювачі з природною комута- цією при модульованій вхідній напрузі, комбінованому потенційному з'єднанні обмоток джерела живлення і комбіно- ваному способі управління тиристорами. При розділенні навантаження перетворювача на дві трифазні групи, парно- му числі фаз джерела живлення на одну фазу навантаження застосовуються мостові схеми перетворення. Регулю- вання струму навантаження здійснюється по струму збудження збудників і куту управління тиристорами. Перетво- рювачі можуть застосовуватися в потужних асинхронізованих двигунах і генераторах. У асинхронізованих компен- саторах можливе застосування діодно-тиристорних перетворювачів без передачі сигналів управління на обертову ча- стину. Найменше збільшення розрахункової потужності джерела живлення мають перетворювачі частоти без мо- дуляції вхідної напруги. Проте вони мають низьку якість форми вихідної напруги при високому коефіцієнті потужно- сті навантаження. Бібл. 10, табл. 1, рис. 6. Ключові слова: безконтактна асинхронізована машина, перетворювач, діод, транзистор, тиристор. Приведены сопоставительный анализ непосредственных преобразователей частоты с искусственной и естествен- ной коммутацией при циклическом алгоритме управления, рекомендации по их применению в бесконтактных асин- хронизированных машинах с трехфазными обмотками возбуждения. Преобразователи с ограниченным числом полно- стью управляемых вентилей имеют большие потери в защитных цепях вентилей, они могут применяться в систе- мах автоматического регулирования возбуждения. Наилучшее качество формы напряжения и тока нагрузки обеспе- чивают преобразователи с естественной коммутацией при модулированном входном напряжении, комбинированном потенциальном соединении обмоток источника питания и комбинированном способе управления тиристорами. При разделении нагрузки преобразователя на две трехфазные группы, четном числе фаз источника питания на одну фазу нагрузки применяются мостовые схемы преобразования. Регулирование тока нагрузки осуществляется по току воз- буждения возбудителей и углу управления тиристорами. Преобразователи могут применяться в мощных асинхрони- зированных двигателях и генераторах. В асинхронизированных компенсаторах возможно применение диодно- тиристорных преобразователей без передачи сигналов управления на вращающуюся часть. Наименьшее увеличение расчетной мощности источника питания имеют преобразователи частоты без модуляции входного напряжения. Однако они имеют низкое качество формы выходного напряжения при высоком коэффициенте мощности нагрузки. Библ. 10, табл. 1, рис. 6. Ключевые слова: бесконтактная асинхронизированная машина, преобразователь, диод, транзистор, тиристор. Введение. Асинхронизированные машины с кон- тактными кольцами (АСМ) применяются как генера- торы крупных и автономных электроэнергетических систем, генераторы-двигатели гидроаккумулирующих станций, регулируемый электропривод, компенсато- ры, электромеханические устройства связи энергосис- тем [1, 2]. Актуальна разработка и внедрение бескон- тактных асинхронизированных машин (БАСМ). БАСМ состоит из основной электрической ма- шины (ОЭМ), возбудителя и автоматического регуля- тора возбуждения. Возбудители состоят из преобра- зователей частоты (ПЧ) и вспомогательных электри- ческих машин. Синхронный (асинхронный) возбуди- тель содержит синхронную (асинхронную) машину. Возбудители БАСМ разрабатываются на базе непосредственных ПЧ (НПЧ) с искусственной (НПЧИ) и естественной (НПЧЕ) коммутацией при циклическом алгоритме управления, который обу- славливает применение простых устройств передачи сигналов управления на вращающуюся часть. В работе [3] предложено применять диодно- транзисторные НПЧИ в возбудителях бесконтактных асинхронизированных турбогенераторов. В работах [4-6] показаны методы определения расчетных соот- ношений и параметров защитных цепей вентилей преобразователей. В работах [6-7] показано, что ди- одно-транзисторные НПЧИ не могут применяться в возбудителях БАСМ в связи с большими потерями в защитных цепях вентилей. В НПЧЕ применяются комбинированное потенциальное разделение фаз ис- точника питания и комбинированный закон управле- ния тиристорами, при котором совместное управле- ние встречно включенными тиристорами осуществля- ется при токах нагрузки меньших тока уставки [8]. НПЧЕ БАСМ работоспособны только при передаче активной мощности в обмотку возбуждения ОЭМ [9, 10]. В БАСМ средних и больших мощностей в обмот- ку возбуждения ОЭМ передается и реактивная мощ- ность. Реактивная мощность передается в преобразо- ватель только в асинхронизированных компенсаторах и турбогенераторах в режимах глубокого потребления реактивной мощности из сети [8-10]. НПЧЕ обеспечи- вает высокое качество формы тока нагрузки при низ- ких величинах cosn. Неудовлетворительное качество формы кривой тока нагрузки при инфранизких часто- тах – один из недостатков НПЧЕ при циклическом ал- горитме управления [8]. 24 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №5 Высоким качеством формы кривой тока нагрузки при инфранизких частотах отличаются многофазные НПЧЕ с модулированным входным напряжением (НПЧЕМ) [8-10]. В мостовых тиристорных и диодно- тиристорных НПЧЕМ применяется четное число фаз источника питания на одну фазу нагрузки, разделен- ную на две трехфазные группы [5]. Работоспособность НПЧЕ и НПЧЕМ подтверждена результатами исследований математических моделей и физических макетов возбудителей БАСМ [8-10]. Однако в литературе недостаточно сопоставлена работа разных типов НПЧ в возбудителях БАСМ разных мощностей с разными диапазонами изменения скольжения. Цель работы – сопоставительный анализ ре- зультатов исследований моделей многофазно- трехфазных НПЧ с искусственной и естественной коммутацией, разработка рекомендаций по примене- нию НПЧ в возбудителях БАСМ разных мощностей. Материал и результаты исследований. Схема замещения и векторные диаграммы ОЭМ показаны на рис. 1. Обозначения на схеме (рис. 1,а): U1С, I1, U2С, I2 – напряжения и токи статора и ротора; r1, x1, r2, x2 − активные и индуктивные сопротивления обмоток; s – скольжение; xm, I – сопротивление и ток намагничи- вающего контура; E − результирующая ЭДС. Пара- метры ротора приведены к статору. I1 r1 x1 I E x2 r2/s U2C/s I2 U1C xm a б -s F UF B UB A E2·sF +d +q +s 2A E2·sA UA +d +q s UF B 2A UA A UB 0 +s F E2·sA E2·sF D D M1 M2 M1 M2 в Рис. 1. Схема замещения (a) и векторные диаграммы OЭМ (б, в) Уравнения напряжений и намагничивающих сил:              III s r IxIjE s U rIxIjEU    21 2 222 2 11111 0 0 , (1) откуда находим sErIU p  2222  , (2) где результирующая ЭДС ротора 222 xIEE jp   . На рис. 1,б,в показаны векторные диаграммы ОЭМ бесконтактного асинхронизированного двигате- ля (БАСД) и генератора (БАСГ) при неизменных па- раметрах первичной сети. При скольжении s = 0 U2 = I2r2 (точка В на рис. 1). При изменении скольже- ния конец вектора U2 перемещается по линии напря- жений AF, проведенной через точку B параллельно вектору Ė2p. В БАСД активная мощность передается от ПЧ в обмотку ротора при sD > s > ∞. В БАСГ ак- тивная мощность поступает в обмотку ротора при ∞ > s > sD. Нижними индексами обозначены скольже- ния величин, указанные точками на рисунках. Нагрузка преобразователей частоты БАСМ сред- них и больших мощностей имеет индуктивный харак- тер независимо от знака скольжения [8]. На рис. 2 по- казаны зависимости параметров нагрузки ПЧ БАСГ- 250 от скольжения, где P2, O2, S2 – активная, реактив- ная и полная мощности, 2 – угол нагрузки. Зависи- мости построены при номинальной нагрузке БАСГ: P1N = 250 кВт; U1N = 400 В; cos1N = 0,8. D . . B U2 Р2 2 S2 Q2 U2, B; 2, эл. гр.; Р2, кВт; Q2, кВАр; S2, кВА 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 -0,02 -0,04 -0,06 s 120 105 90 75 60 45 30 15 0 -15 -30 -45 . . N1 N2 . . . D2. . . M2 M1 . . Рис. 2. Параметры ПЧ БАСГ мощностью 250 кВт в зависимости от скольжения Схемы моделей НПЧ в программе Micro Cap по- казаны на рис. 3. На рис. 3,а приведена схема возбуди- теля с трехфазно-трехфазным тиристорно- транзисторным НПЧИ. При замене тиристоров на дио- ды получим схему диодно-тиристорного НПЧИ. При закорачивании транзисторов получим тиристорный НПЧЕ с нулевыми схемами преобразования [6, 7]. На рис. 3,б показана схема тиристорного НПЧЕ при пере- носе тиристоров на сторону нагрузки (An, Bn, Cn). На рис. 3,в показана схема каскадного возбуди- теля с двенадцатифазно-трехфазным мостовым НПЧЕМ. Нагрузка НПЧЕМ разделена на две трехфаз- ные группы (An1, Bn1, Cn1 и An2, Bn2, Cn2) [4]. На входы трех фазных тиристорных переключателей подаются три системы напряжений частоты заполнения, промо- дулированные трехфазной системой частоты биений напряжений. ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №5 25 An1 Bn1 Cn1 R3aLa3 R3bLb3 R5aLa5 R5bLb5 R5cLc5 La4 Lb4 La6 Lb6 Lc6 R3cLc3 Lc4 T5c T5b T5a T1c T1b T1a T7c T7b T7a T3c T3b T3a T5f T5e T5d T1f T1e T1d T7f T7e T7d T3f T3e T3d R3dLd3 R3eLe3 R5dLd5 R5eLe5 R5fLf5 Ld4 Le4 Ld6 Le8 Lf8 R3fLf3 Lf4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 B1 C1 B2 C2 B3 C3 B4 C4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 An2 Bn2 Cn2 T5m T5l T5k T1m T1l T1k T7m T7l T7k T3m T3l T3k T5j T5g T5q T1j T1g T1q T7j T7g T7q T3j T3g T3q A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 R1dLd1 Rd1Ld2 R1eLe1 Re1Le2 R1fLf1 Rf1Lf2 Vf1 Ve1 Vd1 Vf2 Ve2 Vd2 R1aLa1 Ra1La2 R1bLb1 Rb1Lb2 R1cLc1 Rc1Lc2 Vc1 Vb1 Va1 Vc2 Vb2 Va2 T1 T1 в a1 b1 c1 a2 b2 c2 a3 b3 c3 An Bn Cn T4a T1a T5a T2a T6a T3a T4b T1b T5b T2b T6b T3b T4c T1c T5c T2c T6c T3c a1 b1 c1 a2 b2 c2 a3 b3 c3 An Bn Cn G1 G2 G3 T1aT1c T4aT4bT4c T2aT2bT2c T5aT5bT5c T3aT3bT3c T6aT6bT6c T1b a b c Vc Vb Va A1 A2 A3 A4 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 Tap Tao B1 B2 B3 B4 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 Tbp Tbo C1 C2 C3 C4 D17 D18 D19 D20 D21 D22 D23 D24 Tcp Tco An1 Bn1 Cn1 г а б Рис. 3. Схемы моделей НПЧ с искусственной (а) и естественной коммутацией (б-г) В режиме холостого хода: ).cos()270sin( );cos()180sin( );cos()90sin( );cos()sin( 4 3 2 1 twtwAe twtwAe twtwAe twtwAe bziA bziA bziA bziA     ).120cos()270sin( );120cos()180sin( );120cos()90sin( );120cos()sin( 4 3 2 1     twtwAe twtwAe twtwAe twtwAe bziB bziB bziB bziB (3) ),120cos()270sin( );120cos()180sin( );120cos()90sin( );120cos()sin( 4 3 2 1     twtwAe twtwAe twtwAe twtwAe bziC bziC bziC bziC где ωЗ = 2fЗ – частота заполнения, ωБ = 2fБ – частота биений напряжений, fЗ = \|f21 + f22\|/2, fБ = \|f21 – f22\|/2, f21, f22 – частоты ЭДС двух источников питания. Частота нагрузки равна частоте скольжения ОЭМ, fn = fs = fБ. Частота управления тиристорами равна час- тоте заполнения (частоте источника) fu = fЗ = fi. На рис. 3,г показана схема одного фазного блока диодно-тиристорного переключателя НПЧЕМ [5, 10]. Исследование моделей НПЧ бесконтактных асинхронизированных генераторов проводим сначала при одинаковых параметрах источников питания и на- грузки. Числа пар полюсов ОЭМ р = 2, возбудителей и управляющих машин (УМ) pw = pu = 4. Частота сети f = 50 Гц, скольжение s = 0,04, частота скольжения fs = sf = 2 Гц. Модели преобразователей построены в программе Micro Cap на транзисторах IRG4PH50S_IR, диодах MR2510 и тиристорах B25RIA120. Нагрузка НПЧ: fn = fs = 2 Гц; zn = 12,5 Ом; угол нагрузки φn = 24. 26 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №5 В каскадном возбудителе применены два асин- хронных возбудителя, на статорные обмотки которых подается напряжение частоты скольжения. Направле- ния вращения полей противоположны. Частоты ЭДС якорных обмоток возбудителей: 98/)1(12  sww fpsfpf Гц; 94/)1(22  sww fpsfpf Гц. Сопротивление последовательно соединенных якорных обмоток (фаз источников питания) zi = 3 Ом; относительная величина активного сопротивления ис- точника питания kr = ri/xi = 0,25; амплитуды ЭДС ис- точников питания Ai1 = Ai2 = 55 В; наибольшая вели- чина амплитуды ЭДС Ai = Ai1+Ai2 = 110 В; частота источника питания fi = fЗ = (f2w1+f2w2)/2 = 96 Гц. В БАСГ с тиристорным НПЧЕМ применена УМ синхронного типа с двумя обмотками возбуждения. Частота ЭДС якорной обмотки (частота управления) 96/)1(  psfpf uu Гц. Угол управления тиристорами αu = 0. Параметры возбудителей с НПЧЕ и НПЧИ: fu = 96 Гц; fi = fu ± fs; Ai = 110 В; zi = 3 Ом; kr = 0,25. Модель каскадного возбудителя применена так- же для исследования одномашинного возбудителя с НПЧЕ. Для этого принимается амплитуда ЭДС одного возбудителя Ai = 110 В, в другом возбудителе Ai = 0. Для ограничения внутренних перенапряжений диоды и тиристоры ПЧ шунтируют защитными RFCF – цепями. Параметры защитных цепей НПЧЕ и НПЧЕМ принимают равными параметрам защитных цепей вен- тилей выпрямителей, рассчитанных при условии огра- ничения максимального обратного напряжения на вен- тилях при максимальном напряжении источника пита- ния с учетом всех режимов работы выпрямителя. В трехфазном мостовом выпрямителе [4, 5]: i F L C 2 min 9 4   ; min τ3 F Fm C R   ; (4) min3 FCFF CkC  ; RFFmF /kRR 3 . (5) Величина RFm определяется на границе периоди- ческого и апериодического режимов переходного про- цесса в защитной цепи. При kCF = 46 и kRF  kCF ком- мутационные перенапряжения практически отсутст- вуют. Принимаем kCF = 6, kRF = 0,8kCF . Емкость защитной цепи выпрямителя с нулевой схемой преобразования в два раза больше, чем в мос- товом выпрямителе. В m-фазном выпрямителе [5] /mCC FFm 33  . (6) Расчет защитных цепей диодов и тиристоров мо- делей НПЧИ проводим из условия ограничения на- пряжений на вентилях на одинаковом уровне, мень- шем допустимого повторяющегося напряжения. В табл. 1 приведены результаты исследований НПЧ. Все величины определены по текущим средним значениям при интегрировании по времени в квазиу- становившихся режимах работы [5]. Приняты такие обозначения величин: Pn, Vin – мощность и амплитуда тока нагрузки; pG, pD, pT, pf – потери на транзисторах, диодах, тиристорах и защитных цепях соответствен- но; η – коэффициент полезного действия НПЧ; ТsuG, TsuT – длительности сигналов управления транзисто- рами и тиристорами в эл. градусах. На рис. 4 показаны временные диаграммы напря- жений и токов НПЧ: а – диодно-транзисторный НПЧИ; б – тиристорно-транзисторный НПЧИ при комбиниро- ванном способе управления тиристорами и удлинен- ном сигнале управления транзисторами; в – каскадный тиристорный НПЧЕМ с мостовыми схемами преобра- зования; г – каскадный диодно-тиристорный НПЧЕМ с мостовыми схемами преобразования. На диаграммах обозначены: unA – напряжение нагрузки; inA, inB, inC, inAs = (inA1+inA2)/2, inBs = (inB1+ + inB2)/2, inCs = (inC1+inC2)/2 – токи нагрузки; eaa = = ea1+ea2, ebb = eb1 + eb2, ecc = ec1 + ec2 – напряжения биений НПЧЕМ в режиме холостого хода; uG1, uD1, uT1a, – напряжения на транзисторе, диоде и тиристоре; iG1, iD1a, iT1a – токи через транзистор, диод и тиристор; su – сигналы управления тиристорами прямого и обратного блоков. Диодно-транзисторные НПЧИ обеспечивают вы- сокое качество токов нагрузки как при fu<fi (рис. 4,а), так и при fu > fi. НПЧИ работоспособны при измене- нии направления передачи активной мощности и не- изменном законе изменения частоты fu. Однако в свя- зи с большими потерями в защитных цепях вентилей (по табл. 1 pF = 15,4 % от Pn) НПЧИ можно применять только в системах АРВ БАСМ. В табл. 1 приведены результаты расчетов тири- сторно-транзисторных НПЧИ при комбинированном способе управления тиристорами и разной длительно- сти сигналов управления транзисторами (ТsuG = 120 и ТsuG = 200). При увеличении длительности сигналов управления транзисторами потери в защитных цепях уменьшаются более чем в 100 раз (п. №3 и №4 табл. 1). При сравнительно больших частотах нагрузки НПЧИ работает подобно НПЧЕ. Транзисторы «включаются в работу» при малых частотах нагрузки. Уменьшение амплитуда ЭДС источника питания, малая величина тока отключаемого тиристора на участке коммутации приводит к улучшению качества формы кривой тока нагрузки при ограниченных коммутационных перена- пряжениях. Поэтому НПЧИ работоспособны при сравнительно малых частотах нагрузки. Однако в свя- зи со сложностью силовой части и устройства управ- ления НПЧИ не могут применяться в возбудителях БАСМ. Потери в защитных цепях НПЧЕ и НПЧЕМ не превышают 0,05 % мощности нагрузки (п. №№ 5 – 8 табл. 1). Мощность нагрузки НПЧЕ превышает мощ- ность нагрузки НПЧЕМ на 10 % при применении ну- левых схем преобразования и на 20 % при примене- нии мостовых преобразователей. Отметим: при одинаковых электромагнитных на- грузках и наружных диаметрах магнитопрводов длина активной части вспомогательной электрической ма- шины возбудителя с мостовым НПЧ примерно на 25 % меньше, чем в возбудителе на базе НПЧ с нулевы- ми схемами преобразования. Поэтому в мощных БАСМ рекомендуется применять возбудители с мно- гофазными мостовыми НПЧЕ и НПЧЕМ. Однако с целью упрощения конструкции возбудителей в целом в БАСМ мощностью до 1000 кВт целесообразно при- менять НПЧ с нулевыми схемами преобразования. ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №5 27 Таблица 1 Результаты расчетов моделей НПЧ Расчетные величины и единицы измерения № п/п Параметры преобразователя Pn, Вт Vin, А pG, % pD, % pT, % pF, % η, % Трехфазно-трехфазный диодно-транзисторный НПЧИ 1 fu > fi, ТsuG = 120, kCF = 96 659,1 6,28 1,77 1,37 - 15,4 79,0 2 fu < fi, ТsuG = 120, kCF = 96 662,5 6,20 1,52 1,34 - 12,1 81,8 Трехфазно-трехфазный тиристорно-транзисторный НПЧИ 3 fu < fi, ТsuG = TsuT = 120, kCF = 240 713,4 6,45 1,4 - 1,75 5,83 85,5 4 fu < fi, ТsuG =200, TsuT = 120, kCF = 6 778,3 6,74 0,86 - 1,8 0,044 91,5 Многофазно-трехфазные каскадные тиристорные НПЧЕМ и НПЧЕ с нулевыми схемами преобразования 5 Ai1 = Ai2 = A, fu = fi, kCF = 6 703,2 6,41 - - 1,7 0,025 93,3 6 Аi1 = 2A, Аi2 = 0, fu < fi, kCF = 6 770,2 6,71 - - 1,77 0,015 94,5 Многофазно-трехфазные каскадные тиристорные НПЧЕМ и НПЧЕ с мостовыми схемами преобразования 7 Ai1 = Ai2 = A, fu = fi, kCF = 6 1331 6,23 - - 1,74 0,024 93,2 8 Аi1 = 2A, Аi1 = 0, fu < fi, kCF = 6 1598 6,83 - - 1,78 0,05 91,4 Многофазно-трехфазный каскадный диодно-тиристорный НПЧЕМ с мостовыми схемами преобразования 9 Ai1 = Ai2 = A, kCF = 6 1308 6,17 - 1,35 1,66 0,05 91,6 Качество формы тока возбуждения ОЭМ БАСМ зависит от типа НПЧ, диапазона изменения скольже- ния, соотношения параметров источника питания и нагрузки преобразователя. НПЧЕ следует разрабатывать только при fu < fi, так как при fu > fi получаем неудовлетворительное ка- чество формы кривой тока нагрузки. В БАСМ с синхронным возбудителем (СВ) и НПЧЕ применяется асинхронная УМ. Числа пара по- люсов СВ и УМ одинаковые. На обмотку статора УМ подается напряжение частоты скольжения. Направле- ние вращения поля статора УМ согласно с направле- нием вращения вала машины. При этом fu < fi. Ампли- туда и фаза тока возбуждения ОЭМ регулируются ве- личиной тока возбуждения СВ и фазой напряжения возбуждения УМ. Качество формы кривой тока нагрузки НПЧЕ за- висит от относительной величины сопротивления ис- точника питания при номинальном (расчетном) скольжении Mz = zi/Zn и от относительной величины активного сопротивления источника питания kr = ri/xi. Увеличение рабочего диапазона скольжения ОЭМ приводит к увеличению сопротивления источ- ника питания, увеличению величины Mz. При этом в зоне малых скольжения происходит увеличению уг- лов коммутации, ухудшается качество формы тока нагрузки НПЧЕ. Исследуем модель двенадцатифазно-трехфазного мостового НПЧЕ при разных величинах Mz. На рис. 5 показаны диаграммы токов нагрузки НПЧЕ, рассчи- танные при: а) принятых раньше параметрах (Zn = 12,5 Ом, n = 24, Mz = 0,24, kr = 0,25, Ai1 = 110 В, Ai2 = 0 и др.); б) изменении величин – Zn = 3 Ом, Mz = 1, Ai1 = 40 В. Коэффициент нелинейного искажения тока на- грузки НПЧЕ составляет:  kiin = 3,84 % при Mz = 0,24;  kiin = 8,16 % при Mz = 1. На рис. 6 показаны токи нагрузки двенадцати- фазно-трехфазного мостового НПЧЕМ при принятых раньше параметрах нагрузки (Zn = 12,5 Ом, n = 24) и измененении параметров источника питания: а) Ai1 = Ai2 = 90 В, Mz = 1; б) Ai1 = Ai2 = 165 В, Mz = 0,24 , αu = 70. Как видно из рис. 4,в и рис. 6, высокое качество формы токов нагрузки НПЧЕМ сохраняется как при увеличении относительной величины полного сопро- тивления источника питания до значения Mz = 1, так и при угле управления тиристорами αu = 70. Регулирование тока нагрузки НПЧЕМ углом управления тиристорами αu возможно при угле на- грузки n < 30. При n = 3045 высокое качество формы токов нагрузки обеспечивается при упреж- дающем угле управления αu = (040) [8]. Диодно-тиристорные НПЧЕМ обеспечивают вы- сокое качество токов нагрузки (рис. 4,г). В БАСМ от- сутствует устройство передачи сигналов управления на вращающуюся часть [4, 10]. Амплитуда и фаза тока возбуждения ОЭМ регулируются напряжением ста- торных обмоток возбудителей. Однако НПЧЕМ рабо- тоспособны только при 2n < 30о. Принципиально возможно применение НПЧЕМ в бесконтактных асинхронизированных компенсаторах. Выбор типа НПЧ зависит от мощности, режима работы и диапазона изменения скольжения БАСМ. На рис. 2 точками N1 и N2 (скольжения sN1 и sN2) ограничена зона работы БАСГ при угле нагрузки НПЧЕМ n = 045. При этом коэффициент изменения скорости вращения вала генератора kn = nmax/nmin = 1,12. При cos1N = 0,9 kn ≈ 1,25. 28 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №5 в а б 0 0,125 0,25 0,375 0,5 с in, A su inC inA inB unA, B uG1, B uT1, B eaa, ebb, ecc, B inCs inAs inBs uT5d, B 0 0,125 0,25 0,375 0,5 с unA , B in, A su г su in, A una, B uTap uD1 u, B inCs inAs inBs 0 0,125 0,25 0,375 0,5 с 0 0,125 0,25 0,375 0,5 с in, A uD1 unA, B u, B inA inB inC uG1 iG1 i, A iD1 8 0 8 300 0 300 1000 0 1000 40 0 20 8 0 8 300 0 300 200 0 200 600 0 600 100 0 100 8 0 8 0 200 200 0 300 300 0 8 8 0 200 200 0 500 500 Рис. 4. Напряжения и токи НПЧ: а – диодно-транзисторный НПЧИ при fu < fi; б – тиристорно-транзисторный НПЧИ при комбинированном управлении, ТsuG = 200, TsuT = 120, fu < fi; в – тиристорный НПЧЕМ; г – диодно-тиристорный НПЧЕМ ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №5 29 8 4 0 -4 -8 in, A inC inA inB 0 0,125 0,25 0,375 0,5 c 0 0,125 0,25 0,375 0,5 c 8 4 0 -4 -8 in, A б a inC inA inB Рис. 5. Токи нагрузки мостового НПЧЕ при разных соотношениях параметров источника питания и нагрузки 0 0,125 0,25 0,375 0,5 c 8 4 0 -4 -8 in, A inC inA inB 0 0,125 0,25 0,375 0,5 c а б 8 4 0 -4 -8 inC inA inB in, A Рис. 6. Токи нагрузки мостового НПЧЕМ при разных параметрах источника питания Возбудители с НПЧЕ могут работать в двух зо- нах рабочих скольжений БАСМ. На рис. 1,в и рис. 2 показаны зоны рабочих скольжений БАСГ: sAsM1 – зона положительного скольжения; sM2sMD – зона от- рицательного скольжения. Зоны рабочих скольжений БАСД (рис. 1,б): sMDsM1; sM2sMF. Зоны sM1sM2 – не- рабочие зоны НПЧЕ в БАСГ и БАСД. Особенности работы преобразователей учиты- ваются при разработке БАСМ. Например, в [10] реко- мендуется работа бесконтактного асинхронизирован- ного турбогенератора при скольжениях: s = 0 в режи- ме глубокого потребления реактивной мощности; s0 при выдаче реактивной мощности в сеть. При этом обеспечивается: равномерный нагрев трехфазных об- моток возбуждения ОЭМ в номинальном режиме и режимах выдачи реактивной мощности; высокое ка- чество формы кривых токов нагрузки НПЧЕМ во всех режимах работы. БАСГ автономных газоэнергетических установок разрабатываются на базе НПЧЕМ с нулевыми схема- ми преобразования. Перспективна разработка бесконтактных асин- хронизированных генераторов-двигателей гидроак- кумулирующих станций [2] на базе каскадных возбу- дителей с мостовыми НПЧЕМ. Устранение высоко- вольтных щеточно-контактных узлов существенно повысит надежность работы агрегатов. Выводы. 1. Диодно-тразисторные НПЧИ, обеспечивающие высокое качество токов нагрузки при изменении на- правления передачи активной мощности, рекоменду- ется применять в системах АРВ БАСМ. 2. В возбудителях БАСМ могут применяться мно- гофазно-трехфазные НПЧЕ и НПЧЕМ с мостовыми и нулевыми схемами преобразования. 3. Возбудители бесконтактных асинхронизирован- ных турбогенераторов, компенсаторов и электроме- ханических устройств связи энергосистем можно по- строить только на базе НПЧЕМ. В указанных устрой- ствах рекомендуется применять многофазные мосто- вые НПЧЕМ с управлением по напряжению возбуж- дения возбудителей и углу управления тиристорами. 4. В возбудителях БАСМ мощностью до 1000 кВт рекомендуется применять НПЧЕ и НПЧЕМ с нуле- выми схемами преобразования. 5. Достоинство возбудителей с НПЧЕ – высокое качество формы кривой тока нагрузки при малых ве- личинах cosn, недостаток – неработоспособность в зоне малых скольжений БАСМ. Достоинство каскад- ных возбудителей с НПЧЕМ – работа в зоне измене- ния знака скольжения БАСМ, недостаток – увеличен- ные габариты. Актуальна разработка совмещенных возбудителей БАСМ с достоинствами возбудителей на базе НПЧЕ и НПЧЕМ. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Шакарян Ю.Г., Лабунец И.А. Внедрение асинхронизиро- ванных генераторов и компенсаторов на объектах единой энергетической системы // Энергетик. – 2005. – №6. – С. 12-19. 2. Абубакиров Ш.И. Опыт и перспективы использования асинхронизированных гидрогенераторов в проектах ОАО «Ин- ститут Гидропроект» // Гидротехника. – 2010. – №2. – С. 6-11. 3. Савельев Ю.Е., Быков С.В., Зозулин Ю.В., Козлов Ю.А. Устройство для возбуждения асинхронизированной син- хронной машины. А.с. СССР № 1534744 5H02P 9/14. Опубл. в БИ, №1, 1990. 4. Галиновский А.М., Ленская Е.А., Эрхард Айхофер. Ме- тодика расчета защитных цепей вентилей выпрямителя // Технічна електродинаміка. – 2005. – №4. – С. 43-50. 5. Галиновский А.М. Исследование электромашинно- вентильных преобразователей бесконтактных синхронных и асинхронизированных машин в системе схемотехнического моделирования. // Електротехніка і електромеханіка. – 2013. – №5. – С. 23-29. 6. Галиновский А.М., Ленская Е.А., Эрхард Айхофер. Ис- следование моделей электромашинно-вентильных преобра- зователей с ограниченным числом полностью управляемых вентилей // Електротехніка і електромеханіка. – 2006. – №5. – С. 22-29. 7. Ленская Е.А. Преобразователи частоты с искусственной коммутацией в системе возбуждения асинхронизированной машины // Електромеханічні і енергозберігаючі системи. – 2012. – №1. – С. 40-45. 30 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2015. №5 8. Галиновский А.М., Дубчак Е.М., Ленская Е.А. Электро- машинно-вентильные преобразователи машин двойного пи- тания (часть 2) // Гірнича електромеханіка та автоматика. – 2010. – №85. – С. 159-169. 9. Галиновский А.М., Бобер В.А., Дубчак Е.М. Режимы работы преобразователей частоты в бесконтактныхх асин- хронизированных машинах с инфранизкими частотами воз- буждения // Електромеханічні та енергозберігаючі системи. – 2012. – №2. – C. 56-61. 10. Галиновский А.М., Бобер В.А., Дубчак Е.М. Бескон- тактный асинхронизированный турбогенератор с вращаю- щимся преобразователем частоты в режимах глубокого по- требления и выдачи реактивной мощности // Технічна елек- тродинаміка. – 2015. – №1. – С. 72-77. REFERENCES 1. Shakaryan Y.G., Labunets I.A. Implementation of asynchronous generators and condensers at the facilities of the Unified Energy Sys- tem. Energetik – Power Engineer, 2005, no.6, pp. 12-19. (Rus). 2. Abubakirov Sh.I. Experience and prospects of use of asynchro- nous hydro generators in the projects of LTD «Institute Hydropro- ject». Gidrotekhnika – Hydrotechnika, 2010, no. 2, pp. 6-11. (Rus). 3. Savelyev Y.E., Bykov S.V., Zozulin Y.V., Kozlov Y.A. Us- troystvo dlya vozbuzhdeniya asinhronizirovannoy sinhronnoy mashinyi [Device for the excitation of asynchronized a synchro- nous machine]. USSR Certificate of Authorship, no. 1534744, 1990. (Rus). 4. Galinovskiy A.M., Lenska E.A., Erhard Ayhofer. Methods of calculating protection circuits valves rectifier. Tekhnichna elektrody- namika – Technical electrodynamics, 2005, no.4, pp. 43-50. (Rus). 5. Galinovskiy A.M. Research into valve-engine transducers of brushless synchronous and asynchronized machines in a circuit simulation system. Elektrotekhnіka і elektromekhanіka – Electri- cal engineering & electromechanics, 2013, no.5, pp. 23-29. (Rus). 6. Galinovskiy A.M., Lenska E.A., Erhard Ayhofer. Research on electric machine valve converters with a limited number of fully- controlled valves. Elektrotekhnіka і elektromekhanіka – Electrical engineering & electromechanics, 2006, no.5, pp. 22-29. (Rus). 7. Lenska E.A. Frequency converters with forced switching system excitation of asynchronized machines. Elektromek- hanichni i enerhozberihaiuchi systemy – Electromechanical and energy saving systems, 2012, no.1, pp. 40-45. (Rus). 8. Galinovskiy A.M., Dubchak E.M., Lenska E.A. Electric ma- chine valve converters of machines dual power (Part 2). Hirny- cha elektromekhanika ta avtomatyka – Mining electrical engi- neering and automation, 2010, no.85, pp. 159-169. (Rus). 9. Galinovskiy A.M., Bober V.A., Dubchak E.M. Modes of op- eration of frequency converters in the proximity of asynchro- nous machines with infra-low frequency excitation. Elektromek- hanichni i enerhozberihaiuchi systemy – Electromechanical and energy saving systems, 2012, no.2, pp. 56-61. (Rus). 10. Galinovskiy A.M., Beaver V.A. Dubchak E.M. Brushless asynchronous turbine generators with rotary converter in modes of deep consumption and issuance of reactive power. Tekhnichna elektrodynamika – Technical Electrodynamics, 2015, no.1, pp. 72-77. (Rus). Поступила (received) 30.03.2015. Галиновский Александр Михайлович1, к.т.н., доц., Ленская Елена Александровна2, начальник отдела, Мельник Николай Петрович3, председатель, 1 Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», 03056, Киев, просп. Победы, 37, тел/phone: +38 044 2580154, e-mail: alga40@mail.ru 2 Государственное агентство по энергоэффективности и энергосбережению Украины, 02094, Киев, ул. Краковская, д. 17, к. 207, тел/phone: +38 044 5585835, e-mail: A_Lenskay@ukr.net 3 ФХ «Свитанок», 03056, Киев, пр. Победы, 89/1, тел/phone: +38 044 5229439, e-mail: svitrad2004@mail.ru А.М. Galynovskiy1, E.А. Lenskaya2, N.P. Melnik3 1 National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute», 37, Prospect Peremohy, Kyiv-56, 03056, Ukraine. 2 State Agency on Energy Efficiency and Energy Saving of Ukraine, 17, Krakovskaya Str., apt. 207, Kyiv, 02094, Ukraine. 3 FH «Svitanok», 89/1, Prospect Peremohy, Kyiv, 03056, Ukraine. Direct frequency converter with artificial and natural commutation for brushless asynchronized machines. The comparative analysis of direct frequency converters with artificial and natural- switching term of the cyclical control al- gorithm is presented; the recommendations for their using in brushless asynchronized machines with three-phase winding are developed. Converters with a limited number of full-controlled valves have large losses in safety circuits of gates, they can be used in system of automatic excitation control. The best quality of voltage and current load are provided by converters with natural commutation using modulated input voltage, the com- bined potential compounds windings supply and the combined method of thyristor controlling. When the load is divided into two three-phase groups, an even number of phases of the power supply for single phase of the load are applied the bridge con- verter circuit. Regulation of the load current is carried out by the excitation current of field exciters and by the control angle of thyristor. Converters can be used in high-power asynchro- nized motors and generators. In asynchronized compensators it is possible to use diode-thyristor converters without transmitting the control signals to the rotating part. The frequency convert- ers without modulation of input voltage have the smallest in- crease in rated capacity of power supply. However, they have a low quality form of the output voltage at high power factor of load. References 10, table 1, figures 6. Key words: brushless asynchronized machine, inverter, diode, transistor, thyristor.

Непосредственные преобразователи частоты с искусственной и естественной коммутацией в бесконтактных асинхронизированных машинах

Institution

Ähnliche Einträge