Поиск на Портале
НОВОСТИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Обновлено: 19 сентября 2017 г.
Владимир Гутенев поздравил работников оборонно-промышленного комплекса c Днем оружейника
Участник Национальной научно-технической конференции создал панорамную систему, применимую в поисково-спасательных операциях
В Омске пройдет конференция Минпромторга "Развитие радиоэлектроники – основа будущего России"
Алюминиевая Ассоциация актуализирует нормативы применения алюминия в строительстве
Национальная китайская выставка машиностроения и инноваций China Machinery Fair пройдет в Москве с 24 по 26 октября 2017 г.
Швейцарский деловой Центр в Самаре займется локализацией высокотехнологичных производств
Национальная научно-техническая конференция СоюзМаш России поможет внедрить в производство инновационные разработки
Разработка уральских энергетиков признана одним из лучших изобретений России
Опубликован мониторинг состояния промышленности России по итогам августа 2017 года
Более 150 руководителей крупнейших предприятий подтвердили своё участие в конференции "Генерация энергии 2017"
Владимир Гутенев: Позитивную роль в формировании положительного тренда в автомобильной отрасли сыграл комплекс мер господдержки
Объявлены еще 32 номинанта Национальной премии "ПРИОРИТЕТ-2017"

Все новости >>

Направления деятельности
      Корпоративное управление
      Маркетинг
      Разработка
      Производство
      Снабжение
      Продажи
      Сервисное обслуживание
      Поддержка деятельности

Опубликовано: 27 октября 2005 г.

Современные инверторы с низким уровнем пульсаций входного тока

  комментариев: 4   просмотров: 11959

Источник информации: Технологии и средства связи

Е.А. Обжерин, ведущий инженер ООО "Промсвязьдизайн"


Основной проблемой в процессе использования большинства современных устройств связи является надежность и качество питающей сети переменного тока. Многие отечественные и зарубежные производители электропитающего оборудования предлагают широкий спектр источников бесперебойного питания, среди которых отдельное место занимают инверторные системы, преобразующие постоянное напряжение базового источника в переменное напряжение частотой 50 Гц. На объектах связи предпочтительнее применение инверторных систем, а не комплектных (UPS), поскольку на объектах связи всегда имеется сравнительно большая аккумуляторная батарея с наличием резерва емкости.

Применение инверторных систем

Современные инверторы имеют высокие энергетические и качественные показатели - малые нелинейные искажения выходного напряжения (практически идеальная синусоида), высокие нагрузочные пик-факторы. Инверторы могут использоваться автономно (один инвертор питает ответственные потребители энергии и резервируется электронным или механическим, как правило, встроенным байпасом), а также могут образовывать большие инверторные системы с несколькими параллельно включенными инверторными модулями с общим внешним байпасом. В последнем случае надежность инверторной системы значительно возрастает и возникает возможность масштабирования выходной мощности путем изменения числа инверторных модулей.

Для нормального функционирования потребителей электроэнергии (в том числе и компьютеров) обычно не предъявляются высокие требования к форме питающего переменного напряжения. Для подобных потребителей были разработаны и получили широкое распространение простые и дешевые инверторы с квазисинусоидальной (меандр или многоступенчатой) формой напряжения на выходе. Как правило, надежность таких инверторных систем повышается за счет использования байпасов, работающих в режиме off-line, в котором нагрузка постоянно подключена к сетевому напряжению, и только при аварии или пропадании сети байпас подключается к инвертору. Однако имеется широкий спектр оборудования, где требуется качественная форма синусоиды. Для достижения идеального синусоидального выходного напряжения используются более дорогие инверторные системы. Байпасы в таких системах преимущественно работают в режиме on-line, в котором нагрузка постоянно подключена к выходу инвертора, но при возникновении аварийной ситуации в инверторе или при пропадании напряжения на входе инвертора байпас переключает нагрузку на сеть.

Независимо от того, каким образом строится инверторная система для аппаратуры связи и какие качественные и энергетические показатели она имеет, у нее есть отличительная черта. При использовании инверторов в телекоммуникационных системах на них помимо стандартных требований накладываются жесткие требования по качеству потребляемого тока от шин постоянного напряжения. И это неудивительно, поскольку инвертор подключается непосредственно к шинам питания телекоммуникационного оборудования и любые искажения, вызванные его работой, могут неблагоприятно отразиться на качестве связи. Далеко не все системы производителей как зарубежных, так и отечественных могут удовлетворить основному требованию для аппаратуры связи - ограничению по пульсациям напряжения на шинах постоянного тока, обусловленным характером потребляемого тока. Прерывистый потребляемый ток вызывает низкочастотную помеху, кратную выходной частоте инвертора, подавить которую традиционными фильтрами не просто. При этом существенную роль играют параметры токораспределительной сети и сопротивление батареи или ее емкость. В ряде случаев для решения этой проблемы к инвертору приходится подключать дорогой, громоздкий и сопоставимый по размерам с самим инвертором низкочастотный фильтр.

Инвертор с двойным преобразованием энергии

Устранение проблем, связанных с прерывистым током потребления, возможно при использовании схемы инвертора с двойным преобразованием энергии, в которой сначала постоянное напряжение аккумуляторной батареи повышают до 350-400 В, а затем его инвертируют в переменное напряжение 220 В.

Повышающий DC/DC-преобразователь

Напряжение от аккумуляторной батареи поступает на вход повышающего преобразователя DC/DC, который создает на входе мостового инвертора постоянное напряжение 350 В. За счет использования трансформатора, входящего в состав DC/DC-преобразователя, обеспечивается потенциальная развязка между входными и выходными шинами инвертора. Высокая рабочая частота DC/DC-преобразователя позволяет уменьшить размеры развязывающего трансформатора и тем самым повысить удельную мощность инвертора.

Мостовой инвертор

Мостовой инвертор с выходным фильтром L-C, работающий в режиме широтно-импульсной модуляции по синусоидальному закону, преобразует постоянное напряжение в переменное с действующим значением напряжения 220-230 В. Применение мостовой схемы, работающей в режиме широтно-импульсной модуляции по синусоидальному закону, допускает функционирование инвертора на ярко выраженную индуктивную или емкостную нагрузку без использования дополнительных цепей для компенсации реактивной мощности.

Алгоритм подавления пульсации

Существенное улучшение 100-герцовых пульсаций потребляемого тока достигается путем изменения структуры типового контура обратной связи DC/DC-преобразователя и мостового инвертора. В частности, в контуре обратной связи по напряжению преобразователя DC/DC стабилизируется сигнал, представляющий собой сумму сигнала, пропорционального выходному напряжению, и сигнала, пропорционального 100-герцовой составляющей входного тока инвертора. При такой организации контура обратной связи система будет подавлять 100-герцовую составляющую во входном токе путем увеличения 100-герцовой пульсации напряжения на выходе преобразователя DC/DC. Основные сложности в подобной системе с обратной связью представляют динамические процессы, обусловленные сбросом и повышением нагрузки, при которых возможны колебательные процессы или выброс напряжения на выходе DC/DC-преобразователя. Подавление этих колебаний осуществляется как правильным расчетом параметров обратных связей в системе управления DC/DC-преобразователя, так и введением дополнительных обратных связей в системе управления мостовым инвертором. В обратной связи по напряжению в системе управления мостовым инвертором вводится дополнительный контур, в котором отслеживается дифференциальная составляющая входного напряжения мостового инвертора, и в коэффициент усиления системы вносятся изменения обратно пропорциональные изменению входного напряжения мостового инвертора.

Применение схем с двойным преобразованием энергии и алгоритмов подавления низкочастотных пульсаций позволяет отказаться от использования больших низкочастотных фильтров.

Выводы

Современные инверторы для питания телекоммуникационного оборудования должны соответствовать жестким требованиям по качеству потребляемого тока от шин постоянного напряжения. В традиционных инверторах с однократным преобразованием энергии необходимо использовать громоздкие фильтры для подавления пульсаций входного тока, имеющих частоту, кратную частоте переменного выходного напряжения. Применение двухступенчатой структуры и специальных алгоритмов управления позволяют существенно уменьшить габариты и вес устройства с сохранением высокого качества потребляемого тока.

             
         Добавить в Google Reader  Читать в Яндекс Ленте

Комментарии читателей


Голиков Д
сообщение оставлено 25.11.2005 в 15:02
 

Отличная работа Евгений!


Хомяков Виталий Павлович
сообщение оставлено 29.04.2008 в 11:16
 

Нужен инвертор 220VDC/220VAC 400-1000 VA в 19" стойку для ответственного питания сетевой аппаратуры (коммутаторы) и компьютеров.


Маринков Ростислав
сообщение оставлено 04.07.2008 в 22:40
 

Хомяков Виталий, безпроблем, инвертор напряжения до 5000VA чистый синус, кг меньше процента, так как в статье мостовая
схема, всевозможные защиты, опыт 10 лет, собирается на новейшей базе, цены самые низкие в мире, напишите мне на adjmw@mail.ru, в Киеве. Делается под ваши требования, индивидуальный подход.


Алёшечкин Александр Сергеевич
сообщение оставлено 02.07.2009 в 8:28
 

Нужен инвертор 220VDC/220VAC 5000VA для ответственного питания сетевой аппаратуры


Опубликуйте свой комментарий

Фамилия:*
Имя:*
Отчество:
E-mail:
Ваш комментарий:
Отправить >>
Подписка на новости машиностроения
Для подписки на почтовую рассылку Вам необходимо войти или зарегистрироваться.

Последний выпуск
НОВОСТИ КОМПАНИЙ
19.09.2017
ОКБМ Африкантов представило свои разработки на международных выставках
Якутская дорожная компания с помощью системы мониторинга транспорта Omnicomm Online сократила расходы на 30%
Новикомбанк профинансировал "НПЦ газотурбостроения "Салют" на 30 млн долларов
Учебный центр ГК ФИНВАЛ получил лицензию на осуществление образовательной деятельности
Росатом поможет построить в Европе гигантский "коллайдер будущего"
Обуховский завод запускает цикл лекций с известными современниками
ПГК обсудила возможности повышения производительности полувагонов с грузоотправителями Кузбасса
Компания "РМ Рейл" возобновляет производство теплообменного оборудования
18.09.2017
AGCO-RM провело финальный этап исследовательского проекта Crop Tour
ОДК представит в Пекине новейшие российские авиационные двигатели
"Сименс" развивает энергетические проекты в Таджикистане
Атомэнергомаш отправил на "Балтийский завод" первый реактор силовой установки "РИТМ-200" для ледокола "Сибирь"

Все новости >>

 Машиностроение в России   |   Машиностроение в мире   |   Технологии и методики   |   Программные и технические решения   |   Технологии будущего   |   Интервью   |   Опросы    |   Мнения пользователей 
© 2017 Портал машиностроения