Поиск на Портале
НОВОСТИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
Обновлено: 25 мая 2018 г.
Развитие трамвайных систем будет содействовать выполнению "майских указов" Президента РФ
Москва презентует на ПМЭФ возможности для развития технологичного бизнеса
В Ульяновской области в 2019 году пройдет крупнейший международный форум по ветроэнергетике – ARWE
450 поставщиков претендуют на звание "Лидер конкурентных продаж"
ОАК и Республика Дагестан будут развивать стратегическое партнерство
Юрий Слюсарь на ПМЭФ: цифровые технологии играют решающую роль в конкурентоспособности российских самолетов
ОАК и Удмуртия на ПМЭФ заключили соглашение о сотрудничестве
ОАК и Тульская область заключили соглашение о сотрудничестве
Ремоторизация с помощью новых российских двигателей ВК-2500 и ВК-2500ПС повысит возможности вертолетов
В Перми наградили победителей многопрофильной олимпиады "Звезда"
40 регионов России поддерживают "Приоритет-2018"
В рамках выставки bauma CTT RUSSIA пройдет соревнование молодых профессионалов - Worldskills Russia
Рост экспорта зерна потребует существенного увеличения парка зерновозов
К 2019 году в России к промышленному интернету будет подключено 1.9 млн единиц оборудования
ФРТП: усиление протекционизма на ключевых рынках потребления – вызов для трубной отрасли РФ

Все новости >>

Опубликовано: 27 октября 2005 г.

Современные инверторы с низким уровнем пульсаций входного тока

  комментариев: 4   просмотров: 12011

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
25.05.2018
ОДК и "Газпром" планируют совместно развивать современные технологии сервиса в течение жизненного цикла газотурбинного оборудования
"КАМАЗ" поставит 600 единиц техники в адрес LC VESTA
Новикомбанк профинансирует инвестиционные проекты АО "Росэлектроника" на 2 млрд рублей
Завод "Красное Сормово" передал заказчику сухогруз "Пола Макария"
"Газпром энергохолдинг" и "Сименс" объявляют о новом этапе сотрудничества
Во ВНИИАЭС состоялась первая демонстрация "виртуально-цифровой АЭС"
АО "Балтийская Промышленная Компания" вложит более 200 млн. в развитие станкостроения в Рязанской области
ТЕХНОНИКОЛЬ окажет содействие в реализации национальной программы "Повышение производительности труда и поддержка занятости"
"Цифра" поможет "Газпром нефти" создать первый "Цифровой завод"
Ижорские заводы выиграли тендер на изготовление нефтеперерабатывающего оборудования для ПАО "Татнефть"
Новикомбанк поможет Омскому заводу металлоконструкций осуществлять расчеты по госконтракту с ОАО "РЖД"
ОДК и Safran заключили рамочное соглашение о ремоторизации самолета-амфибии Бе-200

Все новости >>

 Машиностроение в России   |   Машиностроение в мире   |   Технологии и методики   |   Программные и технические решения   |   Технологии будущего   |   Интервью   |   Опросы    |   Мнения пользователей 
© 2018 Портал машиностроения