Качество выходного напряжения управляемого выпрямителя на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем

Аннотация

Приводятся результаты исследования классического и нового ступенчатохордового импульснофазовых способов управления выпрямителем, построенным на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем. Изложен анализ геометрической аналогии круговой обмотки с десятью секциями и геометрическая интерпретация понятия ступеней регулирования, а также объяснен принцип реализации ступенчатохордового способа управления. Приводятся аналитические выражения для расчета последовательности коммутации силовых ключей для классического и ступенчатохордового способов управления, позволяющие выполнить их реализацию для различного числа секций круговой обмотки. Применение ступенчатохордового способа управления позволяет начиная со второй ступени регулирования существенно улучшать качество выпрямленного напряжения по сравнению с классическим импульснофазовым способом, удается расширить диапазон регулирования при заданном качестве выходного напряжения в 1,5–2 раза. Реализация ступенчатохордового способа управления возможна при использовании как полностью, так и неполностью управляемых силовых ключей. Применение неполностью управляемых силовых ключей накладывает ограничения на реализацию ступенчатохордового алгоритма управления, что отражается на регулировочной характеристике и зависимости коэффициента пульсаций по напряжению от среднеквадратического значения выпрямленного напряжения. Качество выпрямленного напряжения по сравнению с использованием полностью управляемых силовых ключей оказывается ниже как при четном, так и при нечетном числе секций круговой обмотки или числе пар силовых ключей, диапазон регулирования выпрямленного напряжения сокращается на 10–12% для случая, когда уровень коэффициентов пульсации не превышает 10%.