Секция 5. Технические науки

Результаты исследования КПД СМ-инвертора электротехнического комплекса

Белов А.А.

Кубанский государственный технологический университет, г. Краснодар

Аннотация. Получены новые результаты исследования КПД СМ-инвертора электротехнического комплекса.

Ключевые слова: ступенчато-модулированный инвертор, коэффициент полезного действия, коэффициент заполнения графика работы силовых элементов.

В дополнение к результатам, опубликованным в работе [1], сообщаю следующие результаты исследований КПД СМ-инвертора электротехнического комплекса.

Исследование КПД произведено в основном в соответствии с разработанной методикой [1]. При этом КПД СМ-инвертора равен:

Рнагр

П = Б-----• 100%

Рнагр + Pinv

где г| - КПД СМ-инвертора, %,

Рнагр - полезная мощность, переданная в нагрузку, Вт,

Pinv - электрические потери мощности в инверторе, Вт.

При этом соотношение ширины центральной ступени (А^) и коэффициента заполнения графика работы силовых элементов (Di) равно:

AX=^[(2L — l)Di—L + 1],

где L - количество ступеней за четверть периода (без учета ступеней U=0) ступенчатой кривой напряжения.

Для ступенчатой кривой 7 уровней напряжения вида СК7 [1] данное соотношение равно:

ДА. = ^(13 • Di — 6).

Результаты исследования приведены на рисунке 1.

Зависимость КПД СМ-инвертора ЭТК от выходного тока при Di={0,5; 0,75; 1} в различном масштабе по оси ординат (А, Б)

Рисунок 1. Зависимость КПД СМ-инвертора ЭТК от выходного тока при Di={0,5; 0,75; 1} в различном масштабе по оси ординат (А, Б)

Таким образом, при исследовании КПД получены следующие результаты.

  • 1. При увеличении выходного тока КПД инвертора изменяется: от 96,85% до 95,32% (100% нагрузка инвертора и Di=l), что объясняется большой зависимостью потерь проводимости силовых ключей и шунтирующих диодов от выходного тока.
  • 2. При увеличении Di КПД инвертора также снижается; например, при токе 9,68 А и Di изменяющемся от 0,5 до 1, КПД изменяется от 96,65 % до 95,32 %, т.е. уменьшается на 1,33 %.
  • 3. При Di=l и токе 9,68 А, КПД=95,32% является достаточно высоким КПД для инвертора, превосходящим большинство современных аналогов [2, 3]; при Di=0,5, КПД=96,65%.

Литература

  • 1. Гайтова Т.Б., Кашин Я.М., Белов А.А. Моделирование ступенчато-модулированного инвертора со стабилизацией выходного напряжения при работе от модулей фотоэлектрических элементов. Расчет характеристик и исследование работы // Вестник АГУ. - 2013. - № 3 (122). - С. 74-89.
  • 2. Кашин Я.М., Белов А.А. Направления применения электротехнических комплексов на основе СМ-инверторов // Матер. Седьмой Междунар. науч, конф. ТТС-15 (7-9 октября 2015 г.) / ФГБОУ ВПО «КубГТУ», КВВАУЛ им.

А.К. Серова; под общ. ред. Б.Х. Гайтова. - Краснодар: «Издательский Дом -Юг», 2015.-С. 12-14.

3. Кашин Я.М., Белов А.А. Трегубов А.Г. Анализ массо-энергетических показателей современных инверторов, преобразующих электроэнергию от модулей фотоэлектрических элементов // Информационная безопасность - актуальная проблема современности. Совершенствование образовательных технологий подготовки специалистов в области информационной безопасности: Сб. тр. IV-V Всерос. НТК, г. Геленджик 2012 г. - Краснодар: ФВАС, 2012.-С. 171-174.

СЕКЦИЯ 6. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >