Структура та функціонування перетворювача напруги турбогенераторної установки
У цій статті розглядається структура та принцип дії перетворювача напруги турбогенераторної установки, яка працює на високих обертах (6000 об/хв) і генерує вихідну напругу з частотою 50 Гц, що наближається до синусоїдальної форми.
Вхідна фаза частотника
На початковій стадії роботи частотника створюється трифазна система з напругою, що б'є, завдяки двом генераторним пристроям високої частоти (300 і 400 Гц). Синусоїдальна складова біжучої напруги має частоту 50 Гц, а заповнююча частота становить 350 Гц.
Але спектральний аналіз показує, що біжуча напруга містить лише частоти, характерні для джерел з частотами 300 і 400 Гц; частоти 350 і 50 Гц не присутні.
Структура перетворювача
На вході фазових перетворювачів статичного типу передбачено використання частотника для формування вихідної напруги на основі синусоїд напруги живлення. У цьому випадку навантаження, підключене до джерела живлення, взаємодіє з перетворювачем через ключі відкритого типу.
Під час проєктування використовуються різноманітні схеми реверсивного типу, керовані випрямляльними пристроями.
Апаратні рішення НПЛ
Схема НПЛ працює за рахунок значних струмів з високими похідними, що спричиняє значні наведення. Внаслідок цього були розроблені плати датчиків напруги, струму та інших аналогових сигналів з послідовними каналами передачі по оптоволоконній мережі. Це дозволяє розміщувати датчики в будь-яких точках перетворювача та передавати дані на великі відстані без перешкод.
Конструктивні особливості НПЛ
У складі системи є чотири транзисторні модулі, які формують одне плече НПЛ, встановлені на охолоджувач. Всього в НПЧ розміщено дев'ять блоків, кожен з яких укомплектований снабберними конденсаторами, драйверами та температурними датчиками охолоджувача.
Для зменшення коефіцієнта спотворень вихідної напруги використовується вихідний LC-фільтр.
Для підключення охолоджувального контуру з рідиною застосовуються швидкороз'ємні штуцери та муфти CBI компанії Staubli, що дозволяє легко відключати блок від рідинного контуру.
Підсумки
Наразі тривають роботи по вдосконаленню алгоритмів управління низькочастотним НПЛ та збільшення потужності генераційної системи. Розглядаються нові методи створення вхідної напруги з метою отримання виходу з високою якістю.
Висновки
Створено нестандартний статичний перетворювач електрики з безпосереднім зв'язком, який здатен забезпечити якісну форму кривої вихідної напруги та здійснити обмін реактивною потужністю між навантаженням і генератором за допомогою сучасних алгоритмів управління та силових вентилів.