Об одном направлении синтеза трансформаторно-выпрямительных устройств с улучшенной энерго- и ресурсосберегающей эффективностью

Аннотация

Работа посвящена анализу физических процессов и модельному их описанию в преобразователях трехфазного напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока класса — ТВУ-6М-П (где М — число каналов), реализующих принцип М-канального преобразования энергетического потока. Их структурная особенность заключается в том, что каждый канал выполняется в виде двух последовательно соединённых силовых звеньев — трехфазного трансформатора напряжения (ТТН_j) и трехфазного мостового выпрямителя (ТМВ_j), при этом первичные обмотки всех М ТТН_j соединены последовательно, а выходы всех М ТМВ_j — параллельно. Такая структура ТВУ-6М-П обусловливает: а) одинаковые искажения тока во всех обмотках ТТН_j (с коэффициентом гармоник K_г(i) = 0,31/М, что обеспечивает минимальную (суммарную) габаритную мощность ТТН_j; б) равномерное распределение токов между каналами; в) суммирование токов каналов без применения трансфильтров. Показано, что наряду с кажущейся простотой структурного нового решения ТВУ оно оказалось наиболее сложным как в описании происходящих в нём физических процессов, так и в модельном их представлении. Для решения этих двух задач пришлось использовать так называемый авторами «эволюционный подход» к анализу, а также гармонический анализ и имитационное компьютерное моделирование в средах OrCAD и MatCAD. Показано, что энергетическая эффективность ТВМ_j возрастает с ростом числа каналов. Рабочие процессы в простейшем примере двухканального ТВУ-12-П хорошо визуализированы осциллограммами, что значительно упрощает восприятие сложных процессов и способствует процедуре проектирования. Рекомендованы наиболее целесообразные области применения ТВУ-6М-П.

DOI: 10.71759/pz3b-rh62