Power Converter with High Value of Power Factor
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
243 1
Ultima descărcare din IBN:
2019-11-30 20:09
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.314.2 (17)
Electrotehnică (756)
SM ISO690:2012
ЕРМУРАКИ, Ю.В.; БЕРЗАН, Владимир. Power Converter with High Value of Power Factor. In: Problemele Energeticii Regionale. 2019, nr. 1-3(42), pp. 86-93. ISSN 1857-0070.
10.5281/zenodo.3243550
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF
BibTeX
DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 1-3(42) / 2019 / ISSN 1857-0070

Power Converter with High Value of Power Factor

Convertor de putere cu factor de putere ridicat

Преобразователь энергии с высоким значением коэффициента мощности


CZU: 621.314.2
DOI: 10.5281/zenodo.3243550
Pag. 86-93

Ермураки Ю.В., Берзан Владимир
 
Институт энергетики
 
Disponibil în IBN: 26 noiembrie 2019


Rezumat

Increasing the energy efficiency of using electricity is a current problem. As a modern solution, the development of power equipment based on power electronics was presented. These devices, which absorb relatively large powers from the low-voltage grid, lead to the distortion of currents in the power supply network and to the reduction of the power factor, leading to increased losses in supply networks. The aim of the paper is to develop an innovative solution to increase the power performance of power electronics devices as a result of improving their power factor. The scientific innovation consists in the realization of the technical solution for the fusion of the power factor correction and power conversion improvement in the unique functional block, which has an AC / DC power converter. A simulation model of the AC /DC converter mode has been developed. The efficiency of power factor improvement of the AC / DC converter and operation in switching mode at the zero voltage of the transistor in the primary circuit of the transformer has been demonstrated. It has been experimentally demonstrated the possibility of manufacturing AC / DC converters with cumulative power factor correction functions and output voltage stabilization. The magnitude of the voltage pulses (alternate component) on the rectifier's filter capacitors does not exceed the maximum allowable operating value of the capacitor. This ensures increased efficiency of the converter. The AC / DC converter has an efficiency of 98% and power factor equal cos 0.985 for the 1500 W power supply and the 220/1

Creșterea eficienței energetice a utilizării energiei electrice este o problemă actuală. Ca soluție modernă, în acest context este prezentată dezvoltarea echipamentelor de forță bazate pe electronica de putere. Cu toate acestea, aceste dispozitive care absorb valori ridicate ale puterii reactive din rețeaua de alimentare de joasă tensiune conduc concomitent la injectarea de curenți de înaltă frecvență în rețeaua de alimentare și la reducerea factorului de putere, ce are ca urmare creșterea pierderilor în rețelele de alimentare. Scopul lucrării este de a dezvolta o soluție inovatoare de sporire a indicilor de performanță energetică ale dispozitivelor electronice prin îmbunătățirea factorului de putere. Inovația științifică constă în realizarea soluției tehnice de fuziune a funcțiilor de conversie și de îmbunătățire a factorului de putere în blocul funcțional unic, care prezintă un convertor de energie electrică de tipul AC/DC. S-a elaborat modelul simplicit de simulare a regimului de funcționare a convertorului DC/AC. S-a demonstrat eficiența îmbunătățirii factorului de putere a convertorului de tip AC/DC și funcționarea în regimul de comutație la tensiunea zero a tranzistorului din circuitul primar al transformatorului. S-a demonstrat experimental posibilitatea fabricării convertoarelor de tip AC/DC cu cumularea funcțiilor de corecție a factorului de putere și stabilizarea tensiunii de ieșire. Magnitudinea pulsațiilor tensiunii (componenta alternativă) pe condensatoarele de filtrare a redresorului nu depășește valoarea maximă admisă de lucru a condenatorului de filtrare. Aceasta asigură creșterea eficienței convertorului. Convertorul AC/DC are o eficiență de 98% și factorul de putere egal cu cos  0.985 pentru convertorul cu puterea de 1500 W și tensiunea 220/12 V.

Повышение энергоэффективности использования электроэнергии является актуальной проблемой. В качестве современного решения в этом контексте, представлены результаты разработки силового оборудования на основе силовой электроники. Однако эти устройства, поглощающие высокие реактивные мощности от сети низкого напряжения, приводят к вводу высокочастотных токов в сеть электропитания и уменьшают коэффициент мощности, что приводит к увеличению потерь в сетях электропитания низкого напряжения. Целью данной статьи является разработка инновационного технического решения для повышения энергетических характеристик устройств силовой электроники в результате повышения их коэффициента мощности. Научное новшество предагаемого техничнского решении состоит в объединение несколько функций в процессе преобразования параметров электрической энергии и улучшения коэффициента мощности в едином функциональном блоке, представляющем преобразователь переменного напряжения в рапрчжения постояного тока (AC/DC). Разработана математическая модель в среде SIMULINK для исследования режима коммутации транзистора в цепи переменного тока. Математическое моделирование продемонстрировало эффективность повышения коэффициента мощности преобразователя AC/DC на основе предложенного решения. Экспериментально продемонстрирована возможность изготовления преобразователя AC/DC на основе предложенного инвертора с кумулацией функций в одном блоке. Было продемонстрировано, что импульсы напряжения (переменная составляющая) на фильтрующих конденсаторах выпрямителя не превышают максимально допустимое значение. Транзисторы инвертора работают в режиме переключения при нулевом напряжении. Это обеспечивает повышение КПД преобразователя. Экспериментально установлно, что преобразователя AC/DC с мощностью 1500 Вт при напряжении 220/12 V имеет эффективность преобразования 98%, а коэффициент мощности cos  0.985 . Разработанный преобразователь AC/DC характеризуется очень низкими индексами массы и объема по сравнению с аналогичным оборудованием, работающим на частоте 50 Гц. Техническое решение может быть использовано для производства блоков питания для компьютеров, телекоммуникационных систем, сварочных аппаратов, систем зарядки аккумуляторов и других приложений.

Cuvinte-cheie
converter, zero-voltage-switch, fly-back, forward, mathematical simulations, energy efficiency,

convertor, zero tensiune de comutare, regimurile fly-back, forward, modelare matematică, eficiență energetică,

преобразователь, нулевое напряжение переключения, режимы fly-back и forward, математическое моделирование, энергоэффективность