Главная » Разное » Тиристорный преобразователь однофазного напряжения в трехфазное: Тиристорный преобразователь

Тиристорный преобразователь однофазного напряжения в трехфазное: Тиристорный преобразователь

| – Комментировать

Содержание

Тиристорный регулятор мощности своими руками: схемы

Тиристорные регуляторы мощности применяются как в быту (в аналоговых паяльных станциях,  электронагревательных приборах и т.д.), так и на производстве (например, для запуска мощных силовых установок). В бытовых приборах, как правило, устанавливаются однофазные регуляторы, в промышленных установках чаще применяются трехфазные.

Эти устройства представляют собой электронную схему, работающую по принципу фазового регулирования, для управления мощностью в нагрузке (подробнее об этом методе будет рассказано ниже).

Принцип работы фазового регулирования

Принцип регулирования данного типа заключается в том, что импульс, открывающий тиристор, имеет определенную фазу. То есть, чем дальше он располагается от конца полупериода, тем большей амплитуды будет напряжение, поступающее на нагрузку. На рисунке ниже мы видим обратный процесс, когда импульсы поступают практически под окончание полупериода.

Минимальная мощность

На графике показано время, когда тиристор закрыт t1 (фаза управляющего сигнала), как видите он открывается практически под конец полупериода синусоиды, в результате амплитуда напряжения минимальна, а следовательно, мощность в подключенной к прибору нагрузке будет незначительной (близкой к минимальной). Рассмотрим случай, представленный на следующем графике.

Половинная мощность

Здесь мы видим, что импульс, открывающий тиристор, приходится на середину полупериода, то есть регулятор будет выдавать половинную мощность от максимально возможной. Работа на мощности, близкой к максимальной, отображена на следующем графике.

Мощность, близкая к максимальной

Как видно из графика, импульс приходится на начало синусоидального полупериода. Время, когда тиристор находится в закрытом состоянии (t3) — незначительное, поэтому в данном случае мощность в нагрузке приближается к максимальной.

Заметим, что трехфазные регуляторы мощности работают по такому же принципу, но они управляют амплитудой напряжения не в одной, а сразу в трех фазах.

Такой метод регулирования прост в реализации и позволяет точно изменять амплитуду напряжения в диапазоне от 2 до 98 процентов от номинала. Благодаря этому становится возможным плавное управление мощностью электроустановок. Основной недостаток устройств данного типа — создание высокого уровня помех в электросети.

В качестве альтернативы, позволяющей сократить помехи, можно переключать тиристоры, когда синусоида переменного напряжения проходит через ноль. Наглядно работу такого регулятора мощности можно посмотреть на следующем графике.

Переключение тиристора через «ноль»

Обозначения:

  • A – график полуволн переменного напряжения;
  • B – работа тиристора при 50% от максимальной мощности;
  • C – график, отображающий работу тиристора при 66%;
  • D – 75% от максимума.

Как видно из графика, тиристор «отрезает» полуволны, а не их части, что минимизирует уровень помех. Недостаток такой реализации – невозможность плавного регулирования, но для нагрузки с большой инерционностью (например, различных нагревательных элементов) этот критерий не основной.

Видео: Испытания тиристорного регулятора мощности

Схема простого регулятора мощности

Регулировать мощность паяльника можно ис

Три фазы — из одной

Этот преобразователь разработан автором для питания маломощного трёхфазного электродвигателя в приводе диска рекордера механической звукозаписи. Он обеспечивает три фиксированные частоты вращения диска — 33 1/3, 45 и 78 об/мин. С небольшими переделками преобразователь можно использовать для питания трёхфазных и двухфазных асинхронных электродвигателей мощностью до 1000 Вт как с постоянной, так и с регулируемой частотой вращения.

Регулирование частоты вращения асинхронных электродвигателей возможно только изменением частоты питающего напряжения. Но при снижении частоты необходимо пропорционально уменьшать питающее напряжение во избежание перегрева обмоток и, наоборот, с ростом частоты повышать напряжение для поддержания мощности на валу.

В устройстве [1] применён регулируемый автотрансформатор (ЛАТР), с его помощью изменяется напряжение, от которого зависит амплитуда прямоугольных импульсов заданной частоты, подаваемых на обмотки двигателя. В устройстве [2] амплитуда этих импульсов остаётся постоянной, но изменяется их скважность, что тоже приводит к нужному результату. Недостаток первого устройства — громоздкий автотрансформатор, а второго — слишком сложная схема.

В предлагаемом вниманию читателей преобразователе однофазного сетевого напряжения в трёхфазное, подаваемое на двигатель, указанные недостатки устранены. Он содержит регулируемый симистором выпрямитель и простую цифровую часть, вырабатывающую три последовательности симметричных прямоугольных импульсов, взаимно сдвинутых по фазе на 120о. Схема устройства изображена на рис. 1.

Рис. 1. Схема устройства

 

Регулируемый выпрямитель представляет собой, по существу, обычный симисторный регулятор, работающий на диодный выпрямительный мост со сглаживающим выпрямленное напряжение конденсатором. Он состоит из силового симистора VS2, симметричного динистора VS1 с пороговым напряжением 32 В, конденсаторов C2, C4, C6, C8. Переключателем SA1.2 выбирают один из трёх резисторов R7-R9, образующих с конденсатором C2 фазосдвигающую цепь, задерживающую момент открывания симистора относительно начала каждого полупериода. Точный расчёт сопротивления этих резисторов затруднён, поэтому они подобраны экспериментально в процессе налаживания преобразователя. От задержки открывания симистора зависит напряжение, до которого заряжаются конденсаторы C4 и C6. Этим напряжением питают мощные ключи на полевых транзисторах VT1-VT6, формирующие выходное трёхфазное напряжение.

Демпфирующая цепь C8R11 снижает коммутационные помехи. А для того чтобы помехи не проникали в питающую сеть, преобразователь подключён к ней через фильтр Z1 DL-6DX1. Он состоит из двухобмоточного дросселя, нескольких конденсаторов и резистора, через который конденсаторы разряжаются после отключения устройства от сети. Для правильной работы фильтра его корпус должен быть заземлён — соединён с третьим контактом сетевой розетки.

Резистор R6 предотвращает повреждение элементов выпрямителя в момент его включения в сеть. Дело в том, что в этот момент конденсаторы C4 и C6 ещё не заряжены. Импульс их зарядного тока, если его амплитуду ничем не ограничить, может вывести из строя либо диоды выпрямительного моста VD1, либо симистор VS2. Резистор R6 ограничивает амплитуду этого импульса приблизительно до 40 А, допустимых для диодного моста и симистора.

Конечно, для ограничения тока можно было применить терморезистор с большим отрицательным ТКС, но подходящих терморезисторов в продаже не нашлось, хотя в каталогах производителей они имеются. Поэтому в качестве R6 применён проволочный резистор С5-35В-7,5 Вт (ПЭВ-7,5). Не стоит заменять его импортным проволочным резистором. Например, резистор фирмы Uni-Ohm сопротивлением 5 Ом и мощностью 5 Вт при включении устройства в сеть мгновенно сгорает.

Разборка этого резистора показала, что в нём на керамический каркас размером с резистор МЛТ-0,5 намотан короткий отрезок чрезвычайно тонкого высокоомного провода, выдерживающего ток не более 2…3 А. Рассеивание постоянной мощности, равной номинальной, обеспечено хорошим отводом выделяемого проводом тепла через внешнюю керамическую оболочку резистора и её заполнитель. Но кратковременную перегрузку во много раз такой резистор выдержать не может.

Резистор R2 нужен для правильной работы симистора VS2. Как известно, чтобы симистор закрылся, разность потенциалов между его электродами 1 и 2 должна стать нулевой. Однако этого не происходит при работе симистора на выпрямительный мост со сглаживающим конденсатором большой ёмкости. Этот эффект и устраняет резистор R2. Его сопротивление может находиться в широких пределах, но при слишком большом его значении симистор перестаёт закрываться в конце каждого полупериода.

Цифровая часть устройства состоит из задающего генератора на микросхеме DA1, распределителя импульсов на счётчике Джонсона DD1, формирователя трёхфазной импульсной последовательности на элементах 3ИЛИ микросхемы DD2, трёх драйверов полумоста DA3-DA5 и шести ключей на полевых транзисторах VT1-VT6, образующих трёхфазный мост.

Частота генерируемых микросхемой XR2206CP (DA1) импульсов определяется простой зависимостью

F = 1/(R·C1) ,

где R — сумма сопротивления постоянного резистора (одного из R3-R5, выбранного переключателем SA1.1, спаренным с SA1.2) и введённого сопротивления переменного резистора R1. Следует иметь в виду, что эта частота должна в шесть раз превышать частоту выходного трёхфазного напряжения.

В рекордере для механической звукозаписи диск должен иметь три фиксированные скорости вращения — 78, 45 и 33 1/3 об/мин, а для этого с учётом передаточного числа механизма его двигатель нужно питать трёхфазным напряжением частотой соответственно 18,52, 10,68 и 7,917 Гц. Частота задающего генератора преобразователя должна быть в шесть раз выше этих значений — 111,2, 64,1 и 47,5 Гц. Именно для этих частот на схеме указаны номиналы резисторов R3-R5 (из стандартного ряда E96). При этом учтено, что последовательно с ними включается переменный резистор R1, сопротивление которого в среднем положении — 3,4 кОм. С его помощью точно устанавливают частоту вращения диска по стробоскопическим меткам на ободе.

Диоды VD3-VD5 совместно с конденсаторами C10-C12 образуют бутстрепные цепи для питания драйверов «верхних» ключевых полевых транзисторов трёхфазного моста, а резисторы R12-R17 ограничивают импульсный ток затворов транзисторов VT1-VT6. Дело в том, что мощные полевые транзисторы имеют входную ёмкость, исчисляемую тысячами пикофарад. Для предотвращения очень большого тока перезарядки этой ёмкости и служат упомянутые резисторы. Для эффективного ограничения тока сопротивление этих резисторов должно быть как можно больше, но чрезмерное увеличение затягивает процессы переключения транзисторов, что приводит к бесполезному расходу мощности на их нагрев.

Мощность, которую преобразователь может отдать в нагрузку, определяется мощностью выпрямителя и качеством отвода тепла от транзисторов VT1-VT6. В описываемой конструкции был применён теплоотвод от процессора «Пентиум», способный рассеять при обдуве мощность около 30 Вт. Это значит, что в нагрузку может быть передана мощность до 1000 Вт.

Подбирая номиналы элементов, от которых зависит частота задающего генератора, частоту генерируемого напряжения можно изменять в широких пределах, ограниченных только возможностями питаемого двигателя. Кроме того, для каждого значения частоты необходимо установить оптимальное напряжение питания двигателя, подбирая резистор фазосдвигающей цепи симисторного регулятора такого сопротивления, при котором двигатель работает не перегреваясь.

Внешний вид собранного преобразователя показан на рис. 2. Так как элементы преобразователя гальванически связаны с сетью 230 В, при работе с ним следует соблюдать меры электробезопасности, прочитать о которых можно в [3].

Рис. 2. Внешний вид собранного преобразователя

 

При отсутствии микросхемы функционального генератора XR2206CP задающий генератор можно построить по типовой схеме на интегральном таймере NE555 или его отечественном аналоге КР1006ВИ1. Вместо микросхемы CD4075BE можно установить К561ЛЕ10 (три элемента 3ИЛИ-НЕ). К сожалению, отечественного аналога драйвера IR2111 не существует.

По описанному принципу несложно построить не только трёхфазный, но и двухфазный преобразователь. Достаточно изменить схему формирователя импульсных последовательностей согласно рис. 3. Элемент микросхемы DD2.3, микросхема DA5, транзисторы VT5 и VT6 и связанные с ними компоненты в этом случае не используются.

Рис. 3. Изменённая схема формирователя импульсных последовательностей

 

Примечание. Подборку резисторов R7-R9 в симисторном регуляторе удобно производить, включив амперметр постоянного тока в цепь нагрузки регулируемого выпрямителя. Ток, потребляемый от выпрямителя, при любой частоте вращения вала двигателя не должен отличаться более чем на 10 % от его значения при номинальном по частоте и напряжению режиме работы двигателя.

Литература

1. Мурадханян Э. Управляемый инвертор для питания трёхфазного двигателя. — Радио, 2004, № 12, с. 37, 38.

2. Калашник В., Черемисинова Н. Преобразователь однофазного напряжения в трёхфазное. — Радио, 2009, № 3, с. 31-34.

3. Осторожно! Электрический ток! — Радио, 2015, № 5, с. 54.

Автор: В. Хиценко, г. Санкт-Петербург

Тиристорные преобразователи — полное описание функций и область применения

Главное предназначение тиристорного преобразователя организовать управляемое питание электродвигателя от сети однофазного трехфазного переменного тока.

Установка полупроводниковых элементов осуществляется на одной фазе или на трехфазном мосте.

Существует несколько вариантов комплектования моста – это: комбинация триодов или диодов, или исключительно из тиристоров. При создании моста только из тиристоров достигается получение преобразовательного устройства небольших компактных размеров.

 

 

Рис.№1. Мостовая схема постоянного тока для электродвигателя постоянного тока.

Тип тиристорных регуляторов приспособлен к осуществлению различных решений для совместного применения с двигателями постоянного тока, имеющими независимое возбуждение, кроме электродвигателей с постоянными магнитами, для которых не нужна отдельная цепь для возбуждения. В сочетании с реверсом электродвигателей они входят в группу устройств управления электродвигателями. Для двигателей постоянного тока использование тиристорных преобразователей сопряжено с рядом некоторых трудностей – это постоянное техническое обслуживание, заключаемое в периодической замене графитовых щеток и достижение высоких скоростей работы.

Использование преобразователей для двигателей, работающих от сети переменного тока, в частности, асинхронные двигатели представляется более надежным и рентабельным вариантом, чем использование двигателей постоянного тока.

Асинхронный двигатель обладает лучшей защитой от внешних воздействий и неблагоприятных погодных условий, преобладающее большинство двигателей обладает высокой степенью защиты IP55.

Система управления тиристорным преобразователем

Для осуществления точностных и динамических характеристик, свойственных для оборудования, необходимо решение, которое позволит реализовать операции по управлению тиристорным преобразователем в полной мере. Это двухуровневая система управления.

Первый уровень – это программно-аппаратный способ. Он подразумевает использование специализируемого контроллера, второй относится к информационным уровням.

Тиристорный преобразователь для плавного пуска высоковольтных асинхронных двигателей

ТПН (тиристорный преобразователь напряжения) успешно применяется для низковольтных до 1000 кВ двигателей и для высоковольтных электрических машин  с напряжением от 3,6 до 10 кВ. Широкое распространение таких машин является следствием их энергоемкости. Их мощность соразмерна с мощностью некоторых трансформаторных подстанций, поэтому устройства плавного пуска с использованием тиристоров весьма важное решение.

 

 

Рис. №2. Функциональная схема ПАД-В

Создание тиристорных преобразователей реализуется на базе концепции, главные аспекты которой – это:

  1. Использование ТПН типа ПАД-8 (плавный пуск АД).
  2. Блоки, из которых состоит силовая часть ТПН-В построены на основе тиристорного модуля (ВТМ) высокого напряжения.
  3. Применение цифровой системы управления на основе однокристального микроконтроллера RISC.
  4. Информационная часть состоит из специальных высоковольтных датчиков, которые реализуют качественное и точное измерение, кодирование сигнала и его передачу в системный контроллер по оптико-волоконному кабелю.
  5. Для формирования тока и напряжения высоковольтного двигателя применяется оригинальный алгоритм от преобразователя ПАД-В.

 

 

Рис. №3. Высоковольтный тиристорный модуль ВТМ.

Модуль состоит из двух встречно-параллельных тиристоров, оборудованных охладителями, выравнивающими резистором R2, оптоуправляемыми моделями, формирователями тиристорных импульсов (ФИ). Дополнят конструкцию: датчики напряжения, температуры и синхронизации с оптическим выходом.

Основные схемы тиристорных преобразователей

Главные схемы преобразователей на тиристорах – это: встречно-параллельная и перекрестная схема. Первая схема питается от общей обмотки трансформатора, перекрестная схема подразумевает питание каждой группы тиристоров от отдельной обмотки трансформатора. Существует раздельное управление, управляющие импульсы приходят только на работающую группу тиристоров, тиристоры с противоположной полярностью оказываются запертыми. Одновременная работа вентильных групп недопустима.

Для предотвращения неисправностей и аварийных ситуаций запрещено:

  1. Одновременно подавать отпирающие импульс

Mini простой преобразователь частоты двигателя Однофазный преобразователь частоты в трехфазный Преобразователь частоты переменного тока 220 В, 1,5 кВт | Инверторы и преобразователи |

Характеристики:

1. Принять управление типом вектора напряжения, широко используемое

2. Полный порт управления, может использоваться с ПЛК и датчиком в различном оборудовании автоматизации.

3. Встроенный ПИД-регулятор для приложений, требующих постоянного давления, постоянной температуры, постоянного напряжения и управления разомкнутым контуром.

4.Функция частоты поворота текстиля, может применяться к текстильному оборудованию

5. Встроенная функция синхронного управления

6. 0 функция тормоза, может использоваться для подъема автокрана и в других случаях

7. Функция плавного пуска для защиты оборудования.

8. Функция высокочастотного управления, использование высокочастотных шпинделей, таких как гравировальные машины по текстилю.

9. С перенапряжением, пониженным напряжением, ограничением тока, перегрузкой по току, перегрузкой, электронным тепловым реле, перегревом щелчка, остановкой перенапряжения, данными, предупреждением о низкой частоте и другими функциями.

10.Обычно используется для управления стеллажом для материала, синхронной работы на трубном станке и энергосберегающего преобразования на воздушном компрессоре.

Спецификация:

Состояние: 100% абсолютно новый.

Модель: NF9100-1T-00150G

Входная мощность: однофазный 220 В переменного тока ± 20% 50/60 Гц

Выходное напряжение: трехфазный AC220V

Режим регулирования выходного напряжения: управление ШИМ

Метод управления: вектор напряжения

Адаптированная мощность двигателя: 1.5 кВт 2 л.с.

Номинальный ток: 10А

Диапазон регулирования частоты: 0-650 Гц

Уровень: IP20

Способ установки: настенный

Размер: прибл. 80 x 160 x 135 мм / 3,1 x 6,3 x 5,3 дюйма

Размер установки: прибл. 76 x 150 мм / 3 x 5,9 дюйма

Диаметр отверстия: прибл. 5 мм / 0,2 дюйма

Вес: прибл.1132 г / 39,9 унции

Список пакетов:

1 x регулятор частоты VFD

О обратной связи


Если вы удовлетворены нашей продукцией, пожалуйста, дайте нам 5 звезд.

Ваш Удовлетворение и положительные отзывы очень важны для нас. пожалуйста оставьте положительный отзыв и 5 звезд, если вы удовлетворены нашими товарами и услуги.Если у вас возникли проблемы с нашими товарами или услугами, Пожалуйста, свяжитесь с нами, прежде чем оставить отрицательный отзыв. Мы сделаем все возможное, чтобы решить любую проблему и предоставить вам лучшее обслуживание клиентов. Мы дадим вам положительный отзыв после получения Оплата. Если вы не удовлетворены своими товарами, пожалуйста, свяжитесь с нашим Обслуживание клиентов.

ср поддерживать высокие стандарты качества и стремиться к 100% -ному клиенту удовлетворение! Обратная связь очень важна, мы просим вас связаться с нами немедленно, прежде чем вы оставите нам нейтральный или отрицательный отзыв, чтобы мы может удовлетворительно решить ваши проблемы.
Невозможно решить проблемы, если мы о них не знаем!

Оплата

1) Мы принимаем Alipay, West Union, TT. Все основные кредитные карты принимаются через безопасный платежный процессор ESCROW.
2) Оплата должна быть произведена в течение 3 дней с момента заказа.
3) Если вы не можете оформить заказ сразу после закрытия аукциона, подождите несколько минут и повторите попытку. Платежи должны быть завершены в течение 3 дней.

О доставке

1. ДОСТАВКА ПО ВСЕМУ МИРУ. (За исключением некоторых стран и APO / FPO)

2. Заказы обрабатываются своевременно после подтверждения оплаты.

3. Мы отправляем заказы на подтвержденные адреса. Адрес вашего заказа ДОЛЖЕН СООТВЕТСТВОВАТЬ вашему адресу доставки.

4. Представленные изображения не являются фактическим товаром и предназначены для справки.

5. ВРЕМЯ ПЕРЕХОДА ОБСЛУЖИВАНИЯ предоставляется перевозчиком и не включает выходные. и праздники. Время доставки может меняться, особенно во время отпуска. сезон.

6. Если вы не получили посылку в течение указанного срока, пожалуйста, Связаться с нами. Мы отследим доставку и свяжемся с вами, как только возможно с ответом. Наша цель — удовлетворение клиентов!

7. Из-за наличия на складе и разницы во времени мы выберем доставку вашего товар с нашего первого доступного склада для быстрой доставки.

8. Мы, продавец, не несем ответственности за импортные пошлины, покупатель несет за это ответственность. Любые споры, вызванные этим, необоснованны.

9. Покупатель BR, пожалуйста, предоставьте cpf или cnpj, вам будет лучше получить его быстрее. благодаря !


Возврат и возврат

1. У вас есть 7 дней, чтобы связаться с нами и 30 дней, чтобы вернуть его с даты был получен. Если этот предмет находится в вашем распоряжении более 7 дней, он считается использованным, и МЫ НЕ ВЫДАЕМ ВАМ ВОЗВРАТ ИЛИ ЗАМЕНУ.НИКАКИХ ИСКЛЮЧЕНИЙ! Стоимость доставки оплачивается продавцом и покупателем. в половине.

2. Все возвращенные товары ДОЛЖНЫ БЫТЬ в упаковке, и вы ДОЛЖНЫ Предоставьте нам номер отслеживания доставки, конкретную причину вернись, и твой по #.

3. Мы вернем ВАШУ ПОЛНУЮ СУММУ ВЫИГРЫШНОЙ СТАВКИ при получении товара. в своем состоянии и упаковке со всеми компонентами и аксессуары включены, ПОСЛЕ того, как покупатель и продавец отменят транзакцию с aliexpress.ИЛИ вы можете выбрать замену.

4. Мы будем нести всю стоимость доставки, если товар (ы) не соответствует рекламе.

Конструкция

ПИ-регулятора для контроллера напряжения четырехфазного повышающего преобразователя с чередованием с использованием оптимизации роя частиц

В этой статье вводится управление обратной связью по напряжению с использованием настроенного коэффициента усиления ПИ-регулятора путем метаэвристической оптимизации для четырехфазного повышающего преобразователя с чередованием. Метаэвристическая оптимизация, оптимизация роя частиц (PSO), генетический алгоритм (GA) и поиск табу (TS) применяются для поиска оптимального выигрыша для предлагаемой системы управления.В эксперименте разработанная система управления реализована на плате DSP TMS320F28335 с программным обеспечением MATLAB / Simulink. В этой статье есть два состояния системы управления в тесте, без нагрузки и с нагрузкой. Результатом отклика предлагаемой системы управления, настроенного на усиление с помощью PSO, является отсутствие перерегулирования и приближение к установившемуся состоянию лучше, чем у методов GA и TS. Более того, он может поддерживать обратную связь по выходному напряжению на постоянном уровне в соответствии с управляющим сигналом как без нагрузки, так и в условиях нагрузки.В результате четырехфазный повышающий преобразователь с чередованием регулируется усилением, настроенным ПИ-регулятором, с PSO, который может эффективно поддерживать напряжение обоих уровней.

1. Введение

В настоящее время потребность в энергии растет. Энергию необходимо искать из других возможных ресурсов, например, солнечной энергии, энергии ветра или топлива. В целом, чтобы использовать альтернативные источники энергии, необходимо увеличить или уменьшить уровень напряжения перед фактическим использованием.Это сделано для того, чтобы он соответствовал определенному оборудованию. Для увеличения напряжения требуется силовая электронная схема. Повышающий преобразователь — одна из схем, используемых для увеличения напряжения. Схема повышающего преобразователя — это схема, в которой используется меньше оборудования и которая может повышать напряжение. По этой причине это одна из популярных схем, используемых для увеличения напряжения для дальнейших приложений [1, 2].

В связи с возрастающей потребностью в энергии, в настоящее время использования одного комплекта для преобразования энергии недостаточно для достижения этой цели.Таким образом, устройства, которые работают вместе параллельно, используются для удовлетворения растущей потребности в энергии, и использование только одного повышающего преобразователя, требующего высокой энергии, может оказаться невозможным. Итак, необходимо иметь устройства, которые работают вместе параллельно, чтобы разделить бремя возрастающей потребности в энергии. Однако, когда повышающий преобразователь работает параллельно, он создает сильные колебания входного и выходного напряжения. По этой причине работа каждого набора повышающих преобразователей, подключенных параллельно, настроена на работу в соответствующих степенях.Это необходимо для уменьшения пульсаций входного и выходного тока и, как следствие, уменьшения пульсаций выходного напряжения. Параллельный повышающий преобразователь применялся для различных работ, таких как использование коррекции коэффициента мощности (PFC) в экспериментальных залах, применение для солнечной энергии, топливных элементов и импульсных преобразователей мощности DC-DC (SMPC) [3–8 ].

Однако, хотя напряжение имеет меньшую пульсацию, отсутствие системы для контроля размера выходного напряжения, чтобы быть постоянным при вводе в фактическое использование, могло бы повлиять на стабильность системы, например, переход от более низкой нагрузки к более высокой нагрузке.Это приведет к тому, что снижение выходного напряжения станет меньше требуемого размера. То же самое относится к переключению с более высокой нагрузки на более низкую, и это приведет к тому, что выходное напряжение будет выше требуемого. Из-за этого очень важно иметь систему управления выходным напряжением, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение, несмотря на изменение выходной или входной нагрузки. Для определенных типов работ достаточно иметь только один ПИ-регулятор для обеспечения стабильности процесса, и его результат управления с помощью ПИ-регулятора является приемлемым.

Существуют различные способы регулировки значения пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора, и в настоящее время искусственный интеллект играет важную роль в поиске подходящих значений. Примерами являются поиск табу (TS), генетический поиск (GS) и оптимизация роя частиц (PSO). PSO, в частности, представляет собой метод определения подходящего значения и использовался во многих системах PSO, таких как система управления двигателем постоянного тока, система без угольной щетки, система цепи преобразователя постоянного тока в постоянный, испытание на привод электродвигателя и многоуровневый инвертор.Приложения на вышеупомянутых системах дали очень удовлетворительный результат, и использование значений поиска с тестовой системой также дало удовлетворительный ответ [9–14].

Как упоминалось ранее, PSO широко применяется в PI-контроллере для систем моделирования и реальных систем. Однако он обычно используется в схемах повышающего преобразователя с однофазным и двухфазным чередованием. Существует несколько исследований, в которых рассматривается ПИ-регулятор полученного значения для реальной системы четырехфазной схемы повышающего преобразователя с чередованием.Это исследование представляет конструкцию ПИ-регулятора, использующего поиск PSO для управления напряжением четырехфазного повышающего преобразователя с чередованием, чтобы контролировать выходное напряжение с постоянным размером на протяжении всего использования. PSO использовала методику управления выходным напряжением, чтобы оно имело постоянный размер в соответствии с установленным напряжением как при постоянной нагрузке, так и при изменении нагрузки. Схема продолжает снижать пульсации входного и выходного напряжения, как обычно, так что ее можно использовать для дальнейшей работы, связанной с увеличением уровня напряжения.

2. Теория повышающего преобразователя

Схема повышающего преобразователя представляет собой схему преобразователя мощности, которая работает для увеличения выходного напряжения до уровня выше входного. Структура схемы представлена ​​на рисунке 1.


2.1. Теория схемы четырехфазного повышающего преобразователя с чередованием

Четырехфазный повышающий преобразователь с перемежением представляет собой схему, разработанную на основе оригинального повышающего преобразователя. Первоначальный повышающий преобразователь предназначен для параллельной работы, в то время как работа схемы чередуется.Чередование зависит от количества параллельных повышающих преобразователей, в то время как четырехфазный повышающий преобразователь с чередованием помогает решить проблему перегрузки, которую имеет исходный повышающий преобразователь. По мере увеличения нагрузки схемы необходимо проектировать оборудование большего размера. Кроме того, в результате операция переключения приведет к более высокой нагрузке. Четырехфазный повышающий преобразователь с чередованием может решить эту проблему. Это также помогло уменьшить пульсацию ввода и вывода. Схема четырехфазного повышающего преобразователя с чередованием [15–18] показана на рисунке 2.


Работа схемы четырехфазного повышающего преобразователя с перемежением показана на рисунках 3–6 [16–18].





2.2. Расчет различных значений параметров

Расчет различных значений параметров может быть выполнен следующим образом.

Уравнение для расчета рабочего цикла для переключения может быть составлено с использованием следующих уравнений: где — рабочий цикл, — входное напряжение и — выходное напряжение.

Уравнение для расчета значения индуктивности может быть получено с помощью следующего уравнения: где — индуктор, — ток пульсаций индукции и — частота переключения.

Уравнение для расчета емкости конденсатора может быть получено из следующего уравнения: где — конденсатор, — нагрузка резистора и — коэффициент пульсаций выходного напряжения.

Для расчета угла повышающего преобразователя в каждой фазе угол переключения повышающего преобразователя в каждой фазе может быть рассчитан так, чтобы сформировать следующее уравнение: где — угол переключения, а N — количество фаз повышающего преобразователя. цепь.

3. Алгоритм PSO

Истоки поиска наиболее подходящего значения PSO были разработаны Рейнольдсом в 1987 году [19, 20].Он черпал вдохновение в образцах движения стада, таких как стая птиц, косяк рыб и рой насекомых, как показано на рис. 7. Движение основано на трех основных принципах: предотвращение столкновения с роем, одинаковый контроль скорости внутри роя и движется к центру роя. Эти принципы приводят к поведению роя в природе, то есть к самообороне от охоты и эффективному поиску пищевых ресурсов. Позже, в 1995 году, Кеннеди и Эберхарт разработали PSO как эффективный инструмент для решения проблемы получения наиболее подходящего значения [21].

Алгоритм PSO имеет ту же особенность эволюционного расчета, то есть будет создание популяции, называемой частицей, которая будет перемещаться по пространству поиска. Каждая частица имеет вектор скорости и блок памяти, который будет использоваться для хранения предыдущих хороших ответов. установлен как хороший ответ в текущем поиске, в то время как

однофазный в трехфазный преобразователь