ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЕТЕВОГО ВХОДА ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С ПОМОЩЬЮ АКТИВНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ В СОСТАВЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

DOI: 10.47026/1810-1909-2022-1-44-52

УДК 621.3

ББК 31.261.2

Р.Н. ГАНИЕВ

Ключевые слова

коэффициент мощности, обратимые преобразователи частоты, активный выпрямитель, пассивные составляющие мощности, управляемые ключи

Аннотация

Полная мощность, потребляемая электрическими нагрузками из сети, складывается их двух составляющих – активной и реактивной. Большинство электроприводов современных промышленных предприятий работают с показателем реактивной мощности 0,7–0,8. Это приводит к повышенному потреблению полной мощности, что увеличивает нагрузку на питающую сеть. Современные электрические приводы построены по принципу: питающая сеть – выпрямитель – звено постоянного тока-инвертор – асинхронный двигатель. Потребление полной мощности идет на стыке «сеть – выпрямитель», где может быть сформирован требуемый коэффициент активной мощности преобразовательного устройства. Чем выше коэффициент активной мощности, тем ниже реактивная составляющая в составе полной потребляемой энергии. В статье предлагается решение проблемы создания высокоэффективных преобразовательных устройств для питания электродвигателей с формированием необходимого коэффициента мощности. Поскольку частотно-регулируемые электроприводы современных механизмов на промышленных предприятиях являются основными потребителями электроэнергии, которые оказывают значительное влияние на состояние питающей сети, в статье рассматривается возможность повышения коэффициента мощности сетевого входа электроприводов с двухзвенными преобразователями частоты на основе активных (управляемых) выпрямителей с инверторами тока и инверторами напряжения. Предлагаются новые способы управления активными выпрямителями, основанные на применении устройств выпрямления переменного тока на полностью управляемых тиристорах GTO, GCT, а также на IGBT транзисторах с широтно-импульсным регулированием. Представлены варианты построения указанных выпрямителей и результаты моделирования предлагаемых способов управления, подтверждающие уменьшение пассивных составляющих сетевого тока и, как следствие, повышение коэффициента мощности сетевого входа. Результаты моделирования выполнены в программе MATLAB 10 и являются основанием для подтверждения способа увеличения коэффициента активной мощности на сетевом входе управляемого преобразователя частоты с двухзвенной структурой.

Литература

1. Бизиков В.А. Системы управления тиристорными преобразователями частоты. М.: Энергоиздат, 1981. 144 с.
2. Борисовский А.П., Литвинов В.В. Современные средства компенсации реактивной мощности // Молодой ученый. 2019. № 26(264). С. 61–63.
3. Ганиев Р.Н., Шатунов С.Н. Система управления многодвигательными электроприводами производственных поточных линий: пат. РФ № 199635(52) СПКH02P5/74(2019.08); H02M7/493(2019.08) / заявитель патентообладатель С.Н. Шатунов. № 2019119197; заявл. 18.06.2019, опубл. 11.09.2020. Бюл. № 26.
4. Сидоров С.Н. Способ управления мощностью на сетевом входе трёхфазного вентильного преобразователя: пат. РФ № 2167484. H02M7/12,H02M7/155 / заявитель патентообладатель Ульяновский гос. техн. ун-т, № 99125760/09 заявл.12.1999; опубл. 20.05.2001. Бюл. № 14..
5. Ganiev R. Cordline multi-motor electric drive with energy recovery. E3S Web of Conf. High Speed Turbomachines and Electrical Drives Conference 2020 (HSTED 2020), 2020, vol. 178, article № 01023. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202017801023.
6. Ganiev R. Two-way conductivity converters in the technology of tire cord rubberization/ E3S Web of Conferences, 220, Sustainable Energy Systems: Innovative Perspectives, SES-2020; Petersburg; Russian Federation; October 29-30; article № 01069. DOI: https://doi.org/10.1051/–e3sconf/202022001069.

Сведения об авторе

Ганиев Ришат Наильевич – кандидат технических наук, доцент кафедры электротехники и энергообеспечения предприятия, Нижнекамский химико-технологический институт (филиал) Казанского национального исследовательского технологического университета, Россия, Нижнекамск (n7007@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9764-3149).

Формат цитирования

Ганиев Р.Н. Повышение энергетических показателей сетевого входа электроприводов с помощью активных выпрямителей в составе преобразователей частоты // Вестник Чувашского университета. – 2022. – № 1. – С. 44–52. DOI: 10.47026/1810-1909-2022-1-44-52.

Загрузить полный текст статьи