Аналіз напівпровідникових перетворювачів частоти з електричним та магнітним підсумовуванням вихідних напруг і магнітних потоків

Abstract

В більшості систем випрямляч і інвертор зібрані на основі тиристорних і транзисторних модулів. Управління випрямлячем і інвертором здійснюється відповідними схемами, а одержання синусоїдальної напруги здійснюється за допомогою синхронного компенсатора, фільтрів, або забезпеченням широтно-імпульсної модуляції напруги на виході інвертора. Достатньо широке розповсюдження получили схеми, які забезпечують отримання близької до синусоїдальної ступінчатої напруги за рахунок електричного підсумовування вихідних напруг декількох інверторів. У роботі поставлено за мету виконати математичний аналіз напівпровідникових перетворювачів частоти з електричним та магнітним підсумовуванням вихідних напруг і магнітних потоків. У роботі доведено, що в перетворювачах з багатофазними інверторами і ТОМП (5–7 фазними) значно спрощуються системи управління і регулювання, а також системи охолодження ,що вказує на необхідність проведення порівняних досліджень таких перетворювачів з багаторівневими інверторами. Дослідження показало, що системи охолодження перетворювачів можуть бути виконані на основі примусових повітряних, що значно спрощує виробництво та експлуатацію перетворювачів частоти різного призначення.

В большинстве систем выпрямитель и инвертор собраны на основе тиристорных и транзисторных модулей. Управление выпрямителем и инвертором осуществляется соответствующими схемами, а получение синусоидальной напряжения осуществляется с помощью синхронного компенсатора, фильтров, или обеспечением широтно-импульсной модуляции напряжения на выходе инвертора. Достаточно широкое распространение получили схемы, которые обеспечивают получение близкого к синусоидальному ступенчатого напряжения за счет электрического суммирования выходных напряжений нескольких инверторов. Целью исследования поставлено выполенние математического анализа преобразователей частоты с электрическим и магнитным суммированием выходных напряжений и магнитных потоков. В работе доказано, что в преобразователях с многофазными инверторами и Томпе (5-7 фазными) значительно упрощаются системы управления и регулирования, а также системы охлаждения, указывает на необходимость проведения сопоставимых исследований таких преобразователей с многоуровневыми инверторами. Исследование показало, что системы охлаждения преобразователей могут быть выполнены на основе принудительных воздушных, значительно упрощает производство и эксплуатацию преобразователей частоты различного назначения.

In most systems, the rectifier and inverter are assembled based on thyristor and transistor modules. Control of the rectifier and inverter is cmeans of synchronous compensator, filters, or by providing pulse-width modulation of the voltage at the output of the inverter. Circuits providing a close to sinusoidal stepped voltage due to the electrical summation of the output voltages of several inverters have become widespread. The aim of this paper is to perform mathematical analysis of semiconductor frequency converters with electrical and magnetic summation of output voltages and magnetic fluxes. A transformer with a rotating magnetic field can be performed with a mixed or twisted magnetic circuit. The choice of type of magnetic conductor depends on the power of the converter. In transformers with a charge magnetic circuit, as already noted, the windings can be performed in a short step, which simplifies the sine wave voltage. TOMPs with these magnetic conductors can be controlled by adjusting the output voltage. The cooling of such transformers can be provided by air purging. When using TOMP to obtain a sinusoidal voltage, the optimum number of grooves per pole and phase can be used, as well as winding with a short step. In the paper it is proved that in converters with multiphase inverters and TOMP (5-7 phase) significantly simplify the control and regulation systems, as well as the cooling system, which indicates the need for comparative studies of such converters with multilevel inverters. The study showed that the cooling systems of the converters can be made on the basis of forced air, which greatly simplifies the production and operation of frequency converters of various purposes.