Features of physical processes in Transformer-Rectifier Devices with a Multichannel Conversion Path
Abstract
The article considers a new solution for two types of transformer-rectifier devices (TRD-M) which implement the resource saving principle of multichannel conversion of an energy flow. An increased level of converted power and simultaneous improvement of electromagnetic and electric power efficiency indicators are achieved by increasing the number M of conversion channels. The analysis is confined to consideration of the class of TRD-M involving addition of channel currents. In some applications, their conventional (modern) solutions do not ensure uniform distribution of currents among the channels. The idea of synthesizing new TRD-M solutions is that the currents in M channels are forcedly equalized using one of two methods: by using current transformers in the channels of the same phase (in using one common voltage transformer; by means of series phase-wise connection of the primary windings of M transformers (in using M transformers with M times smaller capacity). In both cases, M rectifier bridges are connected in parallel. The new TRD-M are characterized by nonconventional (complex) physical processes. This adds difficulty to making their model description and design procedure on this basis, and, second, it becomes impossible to carry out a comparative assessment of alternative versions with a view to make a sound choice of the most rational solution in the case of using them. The aim of the study is so solve the problems formulated above (in the first version, subject to the adopted assumptions). Simulation on a computer is used as the solution tool. The obtained results made it possible to develop information and methodical support for fulfilling this procedure in the minimal scope necessary for designing. The results are presented in the form of working process oscillograms, tables and models showing interrelation between the rectified voltage DC component and network voltage.
References
2. Мыцык Г.С. Методология структурно-алгоритмического синтеза и анализа малоискажающих устройств силовой электроники для электротехнических комплексов автономных объектов: Автореф. дис…. доктора техн. наук. М.: МЭИ, 2001, 41 с.
3. Мыцык Г.С., Михеев В.В. Многоканальное преобразование – эффективная концепция для синтеза малоискажающих устройств силовой электроники. Сб. статей «Электротехнические комплексы автономных объектов». М.: Изд. Московского энергетического института, 2001, с. 58–76.
4. Пат. РФ на изобретение № 2280311. Трехфазное трансформаторно-выпрямительное устройство с двухканальным преобразованием (варианты)/С.Ф. Коняхин, В.В. Михеев, Г.С. Мыцык, В.А. Цишевский. – БИ, 2006, № 20.
5. Пат. РФ на изобретение № 2280312. Трёхфазное трансформаторно-выпрямительное устройство с двухканальным преобразованием/ С.Ф. Коняхин, В.В. Михеев, Г.С. Мыцык, Цишевский. – БИ, 2006, № 20.
6. Пат. РФ на изобретение № 2290741. Устройство для выпрямления трёхфазного напряжения с трёхканальным преобразованием энергетического потока (варианты)/С.Ф. Коняхин, В.В. Михеев, Г.С. Мыцык, В.А. Цишевский. – БИ, 2006, № 36.
7. Пат. РФ на изобретение № 2282298. Устройство для выпрямления трёхфазного напряжения с четырёхканальным преобразованием энергетического потока (варианты)/С.Ф.Коняхин, В.В. Михеев, Г.С. Мыцык, В.А. Цишевский. – БИ, 2006, № 23.
8. Мыцык Г.С., Тин Аунг Зо. Об особенностях практической реализации трёхфазного трансформаторно-выпрямительного устройства с пульсностью выпрямленного напряжения m 1э =12. Международ. научно-техн. конф. «Возобновляемая энергетика, энерго- и ресурсосбережение» (4—6 октября 2018 г.). Изд. IEEE Xplore [Электрон. ресурс] https://ieeexplore. ieee.org/Xplore/home.jsp (дата обращения 03.05.2019).
9. Мыцык Г.С., Берилов А.В., Михеев В.В. Поисковое проектирование устройств силовой электроники (трансформаторно-полупроводниковые устройства). М.: Изд. дом МЭИ, 2010, 284 с.
10. Мыцык Г.С., Хлаинг Мин У. Трансформаторно-выпрямительные устройства повышенной мощности с высоковольтным входом и улучшенной электромагнитной и электроэнергетической совместимостью. Управление качеством электрической энергии. Сб. трудов Международ. научно-практ. конф. Москва, (23—25 ноября 2016 г.). М.: ООО «Центр полиграфических услуг «Радуга», 2017, с.185—193.
11. Мыцык Г.С., Шевякова Н.Б., Пикулин В.П. Анализ и оценка форм выходного напряжения преобразователей с амплитудно-импульсной модуляцией. — Электричество, 1979, № 5, с. 25—30.
#
1. Razmadze Sh.M. Preobrazovatel’nye Skhemy i sistemy (Transformating diagrams and systems). Moscow, Vysshaya shkola, 1967, 527 p.
2. Mytsyk G.S. Metodologiya strukturno-algoritmicheskogo sinteza i analiza maloiskazhayushchikh ustroistv silovoi elektroniki dlya elektrotekhnicheskikh kompleksov avtonomnykh ob’’ektov (Methodology of structural-algorithmic synthesis and low-distortion power electronic devices for the electrical systems of self-contained facilities): Author’s abstract diss.... Dr. Sci. (Eng.). Moscow Power Engineering Institute, 2001, 41 p.
3. Mytsyk G.S., Mikheyev V.V. Elektrotekhnicheskiye kompleksy avtonomnykh ob”ektov — in Russ. (Electrotechnical complexes of autonomous objects). Collection of articles. Publ. of Moscow Power Engineering Institute, 2001, pp. 58—76.
4. Pat. RF na izobreteniye No. 2280311. Trekhfaznoe transformatorno-vypryamitel’noe ustroistvo s dvukhkanal’nym preobrazovaniyem (varianty) (RF Patent for Invention No. 2280311. A three-phase transformer-rectifier device with two-channel conversion (versions)/V.V. Mikheyev, S.F. Konyakhin, G.S. Mytsyk, V.A. Stishevskiy. Bulletin of invantions, 2006, No. 20.
5. Pat. RF na izobreteniye No. 2280312. Trekhfaznoe transformatorno-vypryamitel’noe ustroistvo s dvukhkanal’nym preobrazovaniyem (varianty) (RF Patent for Invention No. 2280311. A three-phase transformer-rectifier device with two-channel conversion)/S.F. Konyakhin, V.V. Mikheyev, G.S. Mytsyk, V.A. Stishevskiy. Bulletin of invantions, 2006, No. 20.
6. Pat. RF na izobreteniye No. 2290741. Ustroistvo dlya vypryamleniya trekhfaznogo napryazheniya s trekhkanal’nym preobrazovaniyem energeticheskogo potoka (varianty) (RF Patent for Invention no. 2290741. A device for rectifying three-phase voltage with three-channel conversion of energy flow (versions)/S.F. Konyakhin, V.V. Mikheyev, G.S. Mytsyk, V.A. Stishevskiy. Bulletin of inventions, 2006, No. 36.
7. Pat. RF na izobreteniye No. 2282298. Ustroistvo dlya vypryamleniya trekhfaznogo napryazheniya s trekhkanal’nym preobrazovaniyem energeticheskogo potoka (variant) (RF Patent for Invention no. 2290741. A device for rectifying three-phase voltage with three-channel conversion of energy flow (versions)/S.F. Konyakhin, V.V. Mikheyev, G.S. Mytsyk, V.A. Stishevskiy. Bulletin of inventions, 2006, No. 23.
8. Mytsyk G.S., Tin Aung Zo. Ob osobennostyakh prakticheskoi realizatsii trekhfaznogo transformatorno-vypryamitel’nogo ustroistva s pul’snost’yu vypryamlennogo napryazheniya m^=12. Mezhdunarod. nauchno-tekhn. konf. «Vozobnovlyayemaya energetika, energo- i resursosberezheniye» (4—6 oktyabrya 2918 g.) (On the features of the practical implementation of a three-phase transformer-rectifier device with a pulse frequency of the rectified voltage = 12. International scientific and technical conference «Renewable Energy, Energy and Resource Saving» (October 4—6, 2018). Publ. IEEE Xplore (Electron. resource] https://ieeexplore.ieee.org/Xplore/ home.jsp (Data of appeal 03.05.2019).
9. Mytsyk G.S., Berilov A.V., Mikheyev V.V. Poiskovoe proektirovaniye ustroistv silovoi elektroniki (transformatorno-poluprovodnikovye ustroistva) (Search designing of power electronics devices (transformer-semiconductor devices). Moscow, Publ. House of Moscow Power Engineering Institute, 2010, 284 p.
10. Mytsyk G.S., Khlaing Min U. Sb. trudov Mezhdunarod. nauchno-prakt. konf. «Upravleniye kachestvom elektricheskoi energii» (Control of electric power quality. Proceedings of the International Scientific-Practical Conference). Moscow, 23—25 November 2016. Moscow, TSC «Centre of printing services «Raduga», 2017, pp. 185—193.
11. Mytsyk G.S., Shevyakova N.B., Pikulin V.P. Elektrichestvo — in Russ. (Electricity), 1979, No. 5, pp. 25—30.