1. JCPEE
  2. Всі випуски
  3. Випуск 7, Номер 2, 2017
  4. Високочастотний силовий інвертор на основі магнітних підсилювачів

Високочастотний силовий інвертор на основі магнітних підсилювачів

JCPEE.
2017;
Випуск 7, Номер 2
: сс. 124-130
Автори:
  1. Володимир Яськів
  2. Анна Яськів
1
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
2
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя

Розробка високочастотного інвертора з високою якістю вихідних параметрів зі зменшенням його схемотехнічної складності та вартості є актуальною задачею. У статті проаналізовано основні методи побудови високочастотних інверторів. Описано принцип роботи ключа на основі високочастотних магнітних підсилювачів, в яких як магнітопровід використано аморфний сплав з прямокутною петлею гістерезису.

У статті приведено новий метод побудови силового інвертора на основі високочастотних магнітних підсилювачів. Запропоноване схемотехнічне рішення дозволяє отримати вищу якість вихідної змінної напруги, вищий рівень динамічних характеристик, надійності та коефіцієнта корисної дії інвертора. Також воно забезпечує низький рівень електромагнітних завад, як випро­мінювання, так і кондуктивних. Крім того, дозволяє регулювати вихідну змінну напругу в широкому частот­ному діапазоні. Використання осердь високочастотних магнітних підсилювачів різних типорозмірів дозволяє реалізувати інвертори в широкому діапазоні вихідних потужностей (сотні Вт – 10 кВт).

Такі силові інвертори можуть використовуватися для безперебійного електроживлення, відновлювальних джерел електроенергії та для частотного регулюваня електроприводів.

controllable power supply
power inverter
high-frequency magnetic amplifier
amorphous alloy
rectangular hysteresis loop
  1.      M. Galad, R. Mazgut, and P. Spanik, “Comparison of parameter and efficiency of transformerless inverter topologies,” in Proc. IEEE Intenational Conference on Electrical Drives and Power Electronics, pp. 65-68, 2015.
  2. X. Zhao, L. Zhang, R. Born, and J. S. Lai, “Solution of input double-line frequency ripple rejection for high-efficiency high-power density string inverter in photovoltaic application,” in Proc. IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), pp. 1148-1154, 2016.
  3. G. Sambandam and A. Edpuganti, “Optimal low switching frequency pulse width modulation of current-fed five-level inverter for solar integration,” in Proc. IEEE Applied Power Electronics Confe­rence and Exposition (APEC), pp. 943-950, March 2016.
  4. Y. Lei, C. Barth, S. Qin, W. C. Liu, I. Moon, and others, “A 2 kW, single-phase, 7-level, GaN inverter with an active energy buffer achieving 216 W/in3 power density and 97.6% peak efficiency,” in Proc.  IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), pp. 1512-1519, March 2016.
  5. V. Yaskiv, “New methods of design of controlled ac switch mode power supplies,” International Scientific-Technical Magazine “Measuring and Computing Devices in Technological Processes,” vol. 4 (53), pp. 92-96, 2015. (Ukrainian)
  6. V. Yaskiv, “Using of high-frequency magnetic amp­lifier in switch mode dc power supplies,” in Proc. 35th Annual IEEE Power Electronic Specialists Conference (PESC’04), Aachen, pp. 1658–1662, 2004.
  7. V. Yaskiv, “Design methods of switch mode power supplies. Tutorial 10”, in Proc. 26-th International Energy Conference(INTELEC), p. 39, Chicago, USA, 2004.
  8. A. Yaskiv, “Mathematical modeling of remag­netization processes of soft magnetic materials with high steepness of hysteresis loop,” International Scientific-Technical Magazine “Measuring and Computing Devices in Technological Processes,” vol. 4 (53), pp. 112-118, 2015. (Ukrainian)
  9. V. Yaskiv, A. Abramovitz, K. Smedley, and A. Yaskiv, “MagAmp regulated isolated ac-dc converter with high power factor,” Communications – Scientific Letters of the University of Zilina, vol. 1a, pp. 28-34, 2015.
  10. V. Yaskiv, A. Abramovitz, and K. Smedley, “MagAmp power converters with low level EMI,” in Proc. XII International Conference “The Experience of designing and Application of CAD Systems in Microelectronics (CADSM 2013)", Polyana-Svalyava (Zakarpattya), Ukraine: Lviv Polytechnic National University, pp. 388-395, 2013.
  11. V. Yaskiv, A. Martseniuk, O. Myshkovets, and A. Yaskiv, Pulse dc power converter, Ukraine Patent №110693, issue date 25.10.2016. (Ukrainian)
  12. V. Yaskiv, “Providing of symmetrizing of the remagnetization process of power transformer of push-pull power converter,” International Scientific-Technical Magazine “Measuring and Computing Devices in Technological Processes,” vol. 1, pp. 80-84, 2009. (Ukrainian)
  13. V. Yaskiv and O. Gurnik, The method of switching of transistor dc power converters for synchronous and synphase operation, and the device for its realization, Ukraine Patent №39783 UA, 2003. (Ukrainian)
  14. V. Yaskiv and O. Gurnik, “Providing of synch­ronous and synphase operation of high-frequency transistor inverters,” Bulletin of Lviv Polytechnic National University “Radioelectro­nics and Tele­communications,” no. 443, pp. 100-104, 2002. (Ukrainian)
  15. V. Yaskiv and O. Gurnik, Controlled power supply with ac output, Ukraine Patent №74199, issue date 15.11.2005. (Ukrainian)
  16. V. Yaskiv, “Experimental research of dynamic characteristics of semiconductor power converters with high-frequency magnetic amplifiers,” Scientific applied journal “Technical Electrodynamics” (“Power electronics and energy efficiency” issue), vol. 4, pp. 7-9, 2005.
  17. V. Yaskiv, A. Martseniuk and A. Yaskiv, Controlled power supply with ac output, Ukraine Patent №109557, issue date 25.08.2016. (Ukrainian)
  18. V. Yaskiv, A. Martseniuk and A. Yaskiv, Cont­rolled power supply with ac output, Ukraine Patent №115613, issue date 27.11.2017. (Ukrainian)
  19.  http://www.vacuumschmelze.de/