Стартовая >> Архив >> Вопросы прямого преобразования энергии

Преобразование больших постоянных токов в переменные - Вопросы прямого преобразования энергии

Оглавление
Вопросы прямого преобразования энергии
Методика исследования термоэлектрического преобразователя энергии
Метод  определения максимального кпд термоэлектробатарей плоской конструкции
Метод регистрации малых изменений температуры
Применение разнесенных термоэлементов для уменьшения веса
Преобразование больших постоянных токов в переменные
Радиоизотопные термоэлектрические источники энергии
К созданию полостного высокотемпературного приемника солнечного излучения
Определение кпд светопровода методом нестационарного режима
Перспективы использования солнечных энергетических установок
Исследование возможности создания кремниевых фотопреобразователей с р-n-переходом
Энергетические характеристики фотопреобразователей
Об особенностях механизма проводимости органических полупроводников

А. П. ПЯТНИЦКИЙ
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ БОЛЬШИХ ПОСТОЯННЫХ ТОКОВ В ПЕРЕМЕННЫЕ
При контактном преобразовании постоянного тока в переменный характерными являются три процесса, соответствующие отрезкам времени: 0—а, а—b и b—с (рис. 1).
В интервале 0—а происходит замыкание цепи тока источника. При единичном коммутирующем элементе рабочая поверхность контакта меняется от 0 до S. При ограниченной скорости замыкания сильноточной цепи на отдельных участках рабочих поверхностей контактов возможны большие превышения допустимой плотности тока.

В интервале а—b контакт коммутатора должен пропускать рабочий ток Iт, причем сопротивление контакта rк должно быть много меньше ri+Rн, где ri и Rн— внутреннее сопротивление и сопротивление нагрузки источника соответственно.

Рис. 1. Форма кривой изменения тока а цепи источник— нагрузка
В интервале b—с, кроме превышения допустимой плотности тока, в момент разрыва цепи может возникнуть большое перенапряжение на паразитных индуктивностях в цепи контакта.
Для избежания названных опасных явлений при коммутации больших токов и обеспечения условия в качестве коммутирующего элемента желательно иметь управляемое во времени сопротивление R(t) с пределами изменения от °° до
Rмин = rк·
Такой коммутатор принципиально может быть осуществлен при использовании большого числа слаботочных контактов с добавочными сопротивлениями r0. Количество контактов п и величина r0 могут быть выбраны из условий

где iдоп—допустимый ток через один контакт в интервалах 0—а и b—с;
Е0 — э. д. с. источника.

При использовании, например, в качестве R(t) большого числа управляемых контактов можно, меняя программу срабатывания, произвольно задавать закон изменения тока I, в частности, можно получить близкий к синусоидальному закон изменения тока, обеспечив изменение R(t) из условия

где Ω — угловая частота изменения тока.
Для оценочного анализа эффективности преобразования зададимся линейным законом изменения тока в интервалах 0—а и b—с, а полезную мощность в нагрузке в этих интервалах будем считать равной нулю.
При таких допущениях средняя за период мощность на сопротивлении нагрузки Rн для двухтактной схемы будет

где Т — длительность периода коммутации тока;
τ — длительность импульса тока по основанию;
Δ ί — длительность фронтов импульса тока.

Рис. 2. Зависимость коэффициента эффективности преобразования от значений параметров α, β и γ:
1 — кэ (а); 2-кэ (β)=кэ(τ)

Введем понятие коэффициента эффективности преобразования kэ, определив его как

где Рмакс—максимальная мощность, которую может отдать источник при оптимальной нагрузке;
Ру — мощность, подводимая к схеме для управления контактами.
Выражение для kэ при этом может быть записано как  где

Задаваясь реальными значениями: α1 = 0,1, β1 = 0,05 и γ1 = 0,1 и пользуясь графиком (рис. 2), получим:
kэ≈0,95·0,9·0,9≈0,77.
Или, принимая к.п.д. трансформатора равным 0,9, имеем kэ≈0,69.
Таким образом, коммутирующий элемент с большим числом сравнительно слаботочных контактов, обладая рядом новых возможностей, по сравнению с единичным, позволяет осуществить преобразование постоянного тока в переменный с весьма высокой эффективностью.



 
« Антикоррозионная защита полимерными порошковыми материалами   Вопросы эффективности производства и качества работы »
электрические сети