Удк 621. 314 Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов icon

Удк 621. 314 Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов




Скачати 46.83 Kb.
НазваУдк 621. 314 Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов
Дата11.10.2012
Розмір46.83 Kb.
ТипДокументи


ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ СИСТЕМИ ТА АВТОМАТИЗАЦІЯ



УДК 621.314

УСТРОЙСТВО ЗАРЯДА ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ
БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ ПРИВОДОВ ЭЛЕКТРОАППАРАТОВ


Гилев А.А.

Севастопольский национальный технический университет

Данилов В.Н.

ООО «Инвеста», г. Севастополь


Введение. В настоящее время для питания быстродействующих приводов электрических аппаратов широкое применение находят емкостные накопители энергии (ЕНЭ), которые позволяют получить импульсы тока большой амплитуды (10 кА и
выше) [1]. При значительной величине запасаемой энергии и ограниченном времени заряда возникает вопрос об определении минимально необходимой мощности источника питания, обеспечивающего заряд ЕНЭ за требуемое время.

Традиционная схема заряда накопительной емкости представлена на рис. 1.



Рисунок 1- Общепринятая схема заряда ЕНЭ:

1 - силовой трансформатор; 2 - выпрямительный мост; 3- балластный резистор; 4- накопительная емкость


Балластное сопротивление используется для ограничения максимального тока заряда при работе на разряженную емкость.

Основным недостатком зарядных выпрямителей с активным токоограничивающим сопротивлением является низкий коэффициент полезного действия заряда. Если процесс заряда осуществляется от источника постоянного напряжения и параметр зарядной цепи удовлетворяет соотношению , где L - эквивалентная индуктивность обмоток трансформатора и соединительных проводов, то КПД не может превышать 50% [2].

Кроме того в связи с необходимостью обеспечения автоматического повторного включения (АПВ) выключателя, к цепи заряда ЕНЭ предъявляется дополнительное требование длительности процесса заряда конденсатора, при котором время переходного процесса не должно превышать 0,3 с (длительность первой паузы АПВ).

Наличие в цепи заряда активного сопротивления Rб ведет к снижению интенсивности роста напряжения Uс.

Цель работы – разработка импульсного устройства заряда емкостных накопителей энергии для обеспечения высокого КПД и минимизации времени заряда.

^ Материал и результаты исследований. Для решения сформулированной выше задачи представляется целесообразным использовать для заряда ЕНЭ однотактного преобразователя с обратным включением выпрямительного диода.

Предлагаемая схема заряда ЕНЭ представлена на рис. 2.



Рисунок 2 - Предлагаемая схема заряда ЕНЭ


Схема работает следующим образом. Система управления (СУ) обеспечивают поочередное отпирание и запирание полевого транзистора VT. Трансформатор TV накапливает энергию в сердечнике в период открытого состояния транзистора VT и протекания тока через первичную обмотку W1. В это время диод VD5 оказывается запертым приложенным к нему напряжением с обмотки W2. При запирании транзистора VT напряжения, индуцируемое магнитным потоком на обмотке W2 меняет знак и начинает быстро нарастать по абсолютному значению.

Когда напряжение на обмотке W2 достигает значения, равного напряжению Uс на емкости диод VD5 отпирается и конденсатор начинает заряжаться далее, замедляя дальнейший рост индуцируемого напряжения.

В данной схеме транзистор VT и диод VD5 отпираются поочередно, причем транзистор всегда работает в ключевом режиме, независимо от состояния заряда емкостного накопителя С. Это обеспечивает нечувствительность схемы к режиму короткого замыкания в цепи нагрузки, что дает возможность избавиться от балластного резистора.

Предлагаемая схема позволяет заряжать емкостной накопитель с минимальным временем заряда и максимальным КПД. В период времени от 0 до tраз система управления формирует управляющие сигналы для транзистора VT, обеспечивающие работу преобразователя на максимальной частоте (20...25 кГц).

При достижении UC=Uзад. преобразователь переходит в ждущий режим и одиночными импульсами зарядного тока компенсирует саморазряд емкостного накопителя или его разряд по цепям управления.

На рис. 3 представлена система управления зарядным устройством.



Рисунок 3 - Принципиальная схема системы

управления зарядного устройства


Cхема управления с помощью интегрального таймера D1 формирует последовательность импульсов, открывающих ключевой транзистор преобразователя. Количество витков обмотки обратной связи (Wо.с.) рассчитано так, что при достижении напряжения +2000В на накопительной емкости, стабилитрон VD1 пробивается и открывшийся транзистор VT1 блокирует формирование импульсов управления на время, определяемое величинами импульсов R5 и С3 (постоянная времени цепи ОС). Таким образом осуществляется стабилизация напряжения на накопительной емкости.

Графики тока и напряжения будут иметь вид, представленный на рис. 4.



а)



б)

Рисунок 4 - Графики зарядного тока (а) и

напряжения (б) на конденсаторе при использовании предлагаемого преобразователя

Благодаря тому, что преобразователь работает на достаточно высокой частоте, это позволяет значительно улучшить массогабаритные показатели трансформатора по сравнению с традиционной схемой.

Применяемый полевой транзистор с изолированным затвором обладает хорошими ключевыми свойствами из-за отсутствия запаздывания вследствие рассасывания неосновных носителей и минимальными затратами на управление им, что значительно упрощает выходные цепи системы управления преобразователями.

Выводы. Описанная выше схема заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электрических аппаратов по сравнению с традиционной обладает следующими преимуществами:

- обеспечение режима АПВ аппаратами с приводами, питающимися от ЕНЭ;

- повышение КПД зарядного устройства;

- снижение массо-габаритных показателей силового трансформатора.


ЛИТЕРАТУРА

1. Копачков А.Р. К вопросу о стабилизации тока заряда емкостного накопителя индукционно-динамического привода синхронного выключателя высокого напряжения // Электричество, — 1987, №2. С. 8-13.

2. Воробьев А.А. и др. КПД зарядки емкостного накопителя // Из. вуз. Электромеханика, — 1968, №12. С. 1303-1310.


Стаття надійшла 25.04.2006р.

Рекомендована до друку

д.т.н., проф. Родькіним Д.Й.

Вісник КДПУ. Випуск 4/2006 (39). Частина 1


Схожі:

Удк 621. 314 Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов iconУдк 621. 314 оценка энергетических показателей электропривода на базе авк с регулируемым источником тока в роторной цепи
Введение. Мировые цены на энергоносители стремительно растут, поэтому проблема энергосбережения в современном электроприводе (ЭП)...
Удк 621. 314 Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов iconУдк 621. 314 Развитие существующей сапр электроснабжения цеха 0,4 кв лаутин М. В., магистр; Бершадский И. А., доц., к т. н
Для каждой организации, рассчитывающей сохранить и укрепить свои позиции на рынке, исключительно важным стало максимальное сокращение...
Удк 621. 314 Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов iconУдк 621. 314. 001. 5 Проблемы подготовки специалистов-электромехаников с использованием виртуальных комплексов
Цель работы. Научное обоснование и разработка компьютеризированного виртуального лабораторного и информационно-методического комплекса...
Удк 621. 314 Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов iconУдк 621. 313 исследование качества преобразования энергии в системах электропривода с общей сетью
При этом речь идет не только о различных оммических сопротивлениях, но и сопротивлениях рассеяния, а также сопротивлениях взаимной...
Удк 621. 314 Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов iconУдк 621. 314. 001. 5 Комп’ютеризований інформаційно-методичний комплекс навчальної дисципліни
Кімк окремих навчальних дисциплін, які дозволяють студенту самостійно вивчити весь теоретичний матеріал, виконати практичні завдання...
Удк 621. 314 Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов iconУдк 621. 314 Исследование тепловых режимов работы силового модуля импульсного стабилизатора напряжения
Введение. При эксплуатации преобразователя собственных нужд дизель-электропоезда “дэл 02” возникла проблема тяжелого теплового режима...
Удк 621. 314 Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов iconО. С. Попова Виходець Олександр Анатолійович удк 621. 396. 97: 621. 969. 975. 3
Удосконалення аналого-цифрової системи синхронного стереофонічного радіомовлення
Удк 621. 314 Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов iconОпыт взрывания скважинных зарядов переменного диаметра по высоте уступа белоконь М. П., Николенко Е. В
Введение. Совершенствование конструкции скважинного заряда является одним из способов повышения коэффициента использования энергии...
Удк 621. 314 Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов iconУдк 621. 314 Вплив параметрів фільтруючих установок на точність вимірювання електричних величин в трифазному мостовому випрямлячі
Млячів до необхідного рівня широке застосування знайшли згладжуючі фільтри різних типів. Дані пристрої приводять до зміни форми напруг...
Удк 621. 314 Устройство заряда емкостных накопителей энергии быстродействующих приводов электроаппаратов iconУдк 621. 314 Компьютеризированный лабораторный комплекс гидростанции с регулируемым электроприводом насосного агрегата
Компьютеризированный лабораторный комплекс гидростанции с регулируемым электроприводом насосного агрегата
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи