Войтович Ю. С. Трифазні багатопульсні випрямлячі з електронним зсувом фаз

Дисертацію присвячено вирішенню важливої наукової задачі – створенню трифазних напівпровідникових перетворювачів з покращеними енергетичними та масовими характеристиками. У багатьох електричних мережах і системах напівпровідникові перетворювачі є одним з основних видів навантаження. Напівпровідникові перетворювачі є для мережі живлення нелінійним навантаженням, і його робота впливає на режими роботи мережі, особливо якщо потужність перетворювача і мережі співрозмірні. Тому при проектуванні як електричних мереж, так і напівпровідникових перетворювачів необхідно враховувати вплив роботи перетворювачів на мережу живлення. В силовій електроніці одним з найпоширеніших перетворювачів є трифазний випрямляч. Схеми випрямлячів трифазного живлення застосовуються в основному для живлення споживачів середньої й великої потужності. Покращення електромагнітної сумісності в цих системах можливе з використанням схем трифазних випрямлячів зі збільшеною пульсністю. Для роботи таких випрямлячів необхідним є використання фазозсувних трансформаторів або автотрансформаторів. Використання фазозсувних магнітних елементів погіршує масові характеристики перетворювача, а при збільшенні пульсності випрямляча ускладняється їх конструкція. Покращення масових характеристик та електромагнітної сумісності можливе з використанням електронного зсуву фаз в трифазних випрямлячах зі збільшеною пульсністю. В дисертаційній роботі запропоновано структуру багатопульсних випрямлячів з електронним зсувом фаз пульсністю більше 12-ти, що дозволяє поліпшити гармонійний склад споживаного струму за рахунок підвищення пульсності випрямляча, отримання високого коефіцієнту потужності за рахунок використання «відстаючих» і «випереджаючих» кутів керування. Обґрунтовано доцільність використання повністю керованих напівпровідникових ключів з зворотною блокуючою здібністю в трифазних випрямлячах з електронним зсувом фаз, що дозволяє отримати високий коефіцієнт зсуву між вживаним струмом і напругою джерела живлення за рахунок уніфікації використовуваних напівпровідникових ключів. Запропоновано використання низькочастотної широтно-імпульсної модуляції для балансування вихідних напруг модулів трифазного випрямляча, що дозволяє реалізувати схему перетворювача без використання вхідних узгоджувальних електромагнітних елементів. Досліджені електромагнітні процеси в трифазних багатопульсних випрямлячах з електронним зсувом фаз при використанні повністю керованих напівпровідникових ключів зі зворотною блокуючою здатністю, що дозволило отримати основні вирази для оцінки комутаційних втрат. Запропоновані схемотехнічні рішення багатопульсних випрямлячів з електронним зсувом фаз, можуть бути використані в розробці та проектуванні перспективних джерел постійного струму, що вимагають покращених масових показників, відповідності вимогам по електромагнітній сумісності. Наприклад: – в наземному електрообладнанні аеропортів, як складова частина комплексу наземного живлення літаків 3х115 В 400 Гц 30-90 кВт; – в перетворювачах частоти з ланкою постійного струму при підключенні AC/AC перетворювача безпосередньо до мережі живлення, тобто без використання масштабуючих трансформаторів.