Статья посвящена исследованию характеристик и режимов работы параллельного преобразователя. В качестве примера рассматривается система энергоснабжения на базе ветрогенераторов небольших мощностей.
Ключевые слова: параллельный преобразователь, исследование, ветрогенератор, мощность, энергоснабжение.
The article is devoted to the study of the characteristics and modes of operation of the parallel Converter. As an example, we consider the system energy at the base of wind turbines small capacity.
Keywords: parallel Converter, research, turbine, power, energy.
На рис. 1 представлена схема замещения ветрогенератора, питающего нагрузку постоянным током через трехфазный мостовой выпрямитель. Обмотки генератора соединены треугольником. ЭДС E1,E2,E3 определяется скоростью вращения ветроколеса генератора. Нелинейные сопротивления Z1, Z2, Z3 учитывают давление ветра на лопасти ветроколеса. Сопротивления R1, R2, R3 учитывают активные потери в генераторе от протекающего тока.
Рис. 1. Упрощенная схема ветрогенератора с выпрямителем
На рис. 2 представлена форма фазного тока при работе выпрямителя на активную нагрузку — кривая 1 и при работе на противо ЭДС (аккумулятор) — кривая 2.
Рис. 2. Временные диаграммы тока в фазе
При работе на противо ЭДС увеличивается амплитуда импульсов тока и уменьшается их длительность. Другими словами, увеличивается скважность импульсов тока.
На рис. 3 представлена структурная схема ветрогенератора с параллельным преобразователем.
Преобразователь содержит индуктивность L, ключ K, диод VD и конденсатор C. Нагрузкой является аккумулятор, представленный в виде противо ЭДС Еакк и дифференциального сопротивления rакк.
Рис. 3. Структурная схема ветрогенератора с параллельным преобразователем
На рис. 4 представлена регулировочная характеристика.
Рис. 4. Регулировочные характеристики
При работе на противо-ЭДС схема с параллельным преобразователем обеспечивает потребление постоянного тока от выпрямителя и прямоугольный ток в фазах генератора.
Такой преобразователь, работающий на падающем участке регулировочной характеристики, может работать, во-первых, в режиме короткого замыкания, предотвращая уход ветроколеса в разнос при отсутствии нагрузки.
Во-вторых, позволяет регулировать выходное напряжения в широких пределах и осуществлять согласование генератора с нагрузкой.
Параллельный преобразователь выполнен на следующих элементах: индуктивности L1, ключевом транзисторе VT1, диоде VD1 и конденсаторе C2.
Коэффициент заполнения γ работы транзистора формируется релейным ШИМ контроллером MC34063A (DA1). Бестрансформаторный драйвер-повторитель IRS2001 (DA2) согласует выход ШИМ контроллера с цепью затвора транзистора.
Питание схемы осуществляется от вспомогательного параллельного стабилизатора DA3, запитанного от выходного напряжения Uвых.
Обратная связь ОС по напряжению заводиться через резисторы R1, R2, которые позволяют подмешивать в обратную связь сигнал с системы экстремального регулирования.
Канал контроля тока не используется, так как ток ветрогенератора ограничен.
На рис. 5 представлена упрощенная принципиальная схема параллельного преобразователя.
Рис. 5. Упрощенная принципиальная схема параллельного преобразователя
Литература:
- Поликарпов А. Г., Сергиенко Е. Ф. Импульсные регуляторы и преобразователи постоянного напряжения. — М.: Изд-во МЭИ, 1998.-80с.
- Ионкин П. А. Теоретические основы электротехники. — М.: Изд-во «Высшая школа», 1976.–544 с.
- Ионкин П. А. Теоретические основы электротехники. — М.: Изд-во «Высшая школа», 1976.–544 с.
