БЛОК ПИТАНИЯ С ОДНОФАЗНЫМ КОРРЕКТОРОМ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Abstract

Проводится сравнительный анализ энергетических параметров двух блоков питания, предназначенных для электроприводов постоянного и переменного тока. Один из блоков питания содержит однофазный корректор коэффициента мощности, который является частью системы регулирования напряжения, а второй блок питания не имеет ни корректора коэффициента мощности, ни системы регулирования напряжения.

The aim of the work is the development and investigation of the power supply unit, which is connected to a single-phase alternating current network and is intended for AC and DC drives with a pulsewidth voltage converter. For motors with different rated voltages, the output voltage is regulated in the power supply. To increase the power factor in the power supply, the active power factor corrector is used. The article describes the functional diagram of the power supply unit. The parameters of the main elements of the active power factor corrector are calculated. The synthesis of the control loop of the output voltage of the power supply unit is considered. The MatLab package has developed a mathematical model of a power supply with an active power factor correction and an output voltage regulation circuit, as well as a mathematical model of a simpler power supply without an active power factor corrector and without an output voltage control loop. On these models, the power parameters of both power supplies were analyzed with a change in the load power from 0.25 kW to 4 kW. The oscillograms of current and voltage that are consumed by the power supplies from the mains are shown at the same load capacity. The use of a power factor corrector makes it possible to increase the power factor and to ensure the consumption of a virtually sinusoidal current from a network that is in phase with the sinusoidal voltage. Using the voltage regulation system in the power supply allows you to adjust the average voltage value at the output of the power supply and usethe same design of the power supply for DC and AC drives for motors with different rated voltages. The use of an uncontrolled rectifier at the input of the power supply does not allow the generation of energy into the network. For the recovery of electrical energy into the network at the input of the power supply, it is necessary to use an active rectifier.

Проведено порівняльний аналіз енергетичних параметрів двох блоків живлення, призначених для електроприводів постійного і змінного струму. До складу одного з блоків живлення входить однофазний коректор коефіцієнта потужності, який є частиною системи регулювання напруги, а інший блок живлення не має ні коректора коефіцієнта потужності ні системи регулювання напруги. В результаті проведених досліджень було показано, що при використанні коректора коефіцієнта потужності амплітуда струму, який блок живлення споживає з мережі, зменшується в 2-3 рази; значення коефіцієнта потужності з урахуванням вищих гармонік в залежності від потужності електричної енергії, яку споживає електропривод від блоку живлення, збільшується на 28-42%. Таким чином, застосування коректора коефіцієнта потужності забезпечує споживання практично синусоїдального струму з мережі, фаза якого збігається з фазою синусоїдальної напруги. Значення коефіцієнта корисної дії при використанні блока живлення з коректором коефіцієнта потужності в залежності від потужності електричної енергії, яку споживає електропривод від блоку живлення, зменшується на декілька відсотків, що можна пояснити збільшенням потужності втрат електричної енергії на внутрішньому активному опорі блоку живлення при роботі активного коректора коефіцієнта потужності. Використання системи регулювання напруги в блоці живлення дозволяє регулювати середнє значення напруги на його виході і використовувати однакову конструкцію блока живлення для електроприводів постійного і змінного струму з різною номінальною напругою.