Труды КНЦ вып.9 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 3/2018(9))

На рис. 4, б приведены расчетные временные зависимости B(t), Bmax(t), Bmin(t) для дросселя СУ генератора «Энергия-2» при работе инвертора в режиме однополярной ШИМ. Через зависимости Bmax(t) и Bmin(t) найдем выражение для действующего значения магнитной индукции дросселя: Bms = j'J[ W - ( < ) ^ Вт (1 ) ) j = ^ J f ( B ^ x ( t ) - B m J t } ) 2 . (21) В соответствии с полученным выражением (21) найдем действующее значение магнитной индукции дросселя при различных типах широтно­ импульсной модуляции: B rmsдпм =0.047 Тл — для двухполярной ШИМ; B rmsопм =0.025 Тл — для однополярной ШИМ. Учитывая, что потери в сердечнике (магнитопроводе) дросселя пропорциональны квадрату магнитной индукции, найдем коэффициент уменьшения потерь при переходе от двухполярной к однополярной ШИМ: гг d 2 7^ П ДПМ B RMS ДПМ 0 £ K П = --------- = —-----------« 3.0 . 1 и я П ОПМ B RMS ОПМ Следовательно, при одних и тех же параметрах дросселя, переход на однополярную ШИМ уменьшает потери в сердечнике более чем в 3.5 раза, что снижает требования к параметрам магнитопровода. То есть, применение для формирования синусоидального сигнала на выходе инвертора однополярной (трехуровневой) широтно-импульсной модуляции позволяет уменьшить габаритные размеры сердечника дросселя. Либо, при тех же габаритных размерах, использовать материалы с большими магнитными потерями. Выводы Использование в мощном высоковольтном инверторе КНЧ-СНЧ генератора «Энергия-2» для формирования синусоидального тока в излучающей ВЛ однополярной (трехуровневой) широтно-импульсной модуляции является обоснованным, так как такой тип модуляции обладает рядом преимуществ по сравнению с двухполярной ШИМ. Снижение динамических потерь в IGBT ключах инвертора и улучшение их теплового режима обеспечивают увеличение КПД инвертора и повышение надежности работы генератора в целом. Такой тип модуляции также уменьшает уровень высших гармоник, кратных частоте несущей ШИМ, на выходе инвертора и, соответственно, в токе излучающей линии. Кроме того, как показали проведенные исследования режима работы дросселя индуктивного фильтра при разных типах модуляции, использование однополярной ШИМ значительно снижает потери в сердечнике дросселя. Соответственно, при проектировании индуктивного фильтра для инвертора, работающего в однополярном режиме, можно использовать сердечник меньшего объема или использовать для сердечника материал с большими магнитными потерями на гистерезис. 0 113