Структура и функционирование преобразователя напряжения турбогенераторной установки
В этой статье рассматривается структура и принцип действия преобразователя напряжения турбогенераторной установки, которая работает на высоких оборотах (6000 об/мин) и генерирует выходное напряжение с частотой 50 Гц, приближающееся к синусоидальной форме.
Входная фаза частотника
На начальной стадии работы частотника создается трехфазная система с напряжением, которое бьет, благодаря двум генераторным устройствам высокой частоты (300 и 400 Гц). Синусоидальная составляющая текущего напряжения имеет частоту 50 Гц, а заполняющая частота составляет 350 Гц.
Но спектральный анализ показывает, что текущее напряжение содержит лишь частоты, характерные для источников с частотами 300 и 400 Гц; частоты 350 и 50 Гц отсутствуют.
Структура преобразователя
На входе фазовых преобразователей статического типа предусмотрено использование частотника для формирования выходного напряжения на основе синусоид напряжения питания. В этом случае нагрузка, подключенная к источнику питания, взаимодействует с преобразователем через ключи открытого типа.
Во время проектирования используются различные схемы реверсивного типа, управляемые выпрямительными устройствами.
Аппаратные решения НПЛ
Схема НПЛ работает за счет значительных токов с высокими производными, что вызывает значительные наведенные напряжения. В результате этого были разработаны платы датчиков напряжения, тока и других аналоговых сигналов с последовательными каналами передачи по оптоволоконной сети. Это позволяет размещать датчики в любых точках преобразователя и передавать данные на большие расстояния без помех.
Конструктивные особенности НПЛ
В составе системы есть четыре транзисторных модуля, которые формируют одно плечо НПЛ, установленные на охладителе. Всего в НПЧ размещено девять блоков, каждый из которых укомплектован снабберными конденсаторами, драйверами и температурными датчиками охладителя.
Для уменьшения коэффициента искажений выходного напряжения используется выходной LC-фильтр.
Для подключения охладительного контура с жидкостью применяются быстросъемные штуцеры и муфты CBI компании Staubli, что позволяет легко отключать блок от жидкостного контура.
Итоги
В настоящее время продолжаются работы по совершенствованию алгоритмов управления низкочастотным НПЛ и увеличению мощности генерационной системы. Рассматриваются новые методы создания входного напряжения с целью получения выхода с высокой качеством.
Выводы
Создан нестандартный статический преобразователь электричества с непосредственной связью, который способен обеспечить качественную форму кривой выходного напряжения и осуществить обмен реактивной мощностью между нагрузкой и генератором с помощью современных алгоритмов управления и силовых вентилей.