В статье рассматривается бестрансформаторный регулятор переменного напряжения с пофазными коммутаторами, способный повышать напряжение без потери качества тока в системе. Такой преобразователь может быть использован для систем плавного пуска двигателей или в качестве стабилизатора напряжения. Предложена упрощенная топология регулятора, с одним ключом в фазе. Рассмотрена и проанализирована цифровая система бестрансформаторного регулятора переменного напряжения с пофазными коммутаторами, которая выполнена на базе микроконтроллера Atmel AVR Atmega. Приведены результаты эксперимента с цифровой системой управления. Также приведен аналитический расчет действующих значений по первым гармоникам токов и напряжений регулятора переменного напряжения с пофазными коммутаторами и его упрощенной версии.
1. AC-AC single phase matrix converter with harmonic filter and boost characteristics: a study / M.F.M. Zin, A. Idris, M.N. Seroji, N. Hamzah // 2012 IEEE Student Conference on Research and Development, SCOReD. – Penang, 2012. – P. 166–171.
2. A fast AC voltage regulator / N. Vazquez, A. Velazquez, C. Hernandez, E. Rodríguez, R. Orosco // 2008 IEEE International Power Electronics Congress – CIEP. – Mexico Morelos, 2008. – P. 162–166.
3. Vazquez N., Velazquez A., Hernandez C. AC voltage regulator based on the AC-AC buck-boost converter // 2007 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, ISIE. – Vigo, Spain, 2007. – P. 533–537.
4. Zinoviev G.S., Udovichenko A.V. New family of AC regulators with the switched quasi-impedance of power supply or load // 14th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM 2013), Altai, Erlagol, 1–5 July 2013. – Novosibirsk, 2013. – P. 377–381.
5. Zinoviev G.S., Udovichenko A.V., Maksimenko V.N. Energy saving devices for soft start-up of alternative-voltage motors // Proceedings of the 2009 International Forum on Strategic Technologies: IFOST 2009, October 21–23, 2009, Ho Chi Minh City, Vietnam. – Ho Chi Minh City, 2009. – P. 262–266.
6. A novel circuit topology of three-phase direct AC-AC PWM voltage regulator / N.A. Ahmed, M. Miyatake, H.W. Lee, M. Nakaoka // Conference Record of the 2006 IEEE Industry Applications Conference Forty-First IAS Annual Meeting. – 2006. – Vol. 4. – P. 2076–2081.
7. Keyhani H., Toliyat H.A. A soft-switched three-phase AC–AC converter with a high-frequency AC link // IEEE Transactions on Industry Applications. – 2014. – Vol. 50, iss. 4. – P. 2637–2647.
8. Sidorov A.V. AC voltage regulators review // 17th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM), Erlagol, Altai, 30 June – 4 July, 2016: proceedings. –Novosibirsk, 2016. – P. 563–572.
9. Zinoviev G.S., Udovichenko A.V. Power-efficient smooth-start devices in alternating-current engines // Russian Electrical Engineering. – 2009. – Vol. 80, N 12. – P. 691–694.
10. Udovichenko A.V. New transformerless AC voltage regulators as devices to improve of power quality // 12th International Conference on Actual Problems of Electronics Instrument Engineering: proceedings APEIE-2014. – Novosibirsk, 2014. – Vol. 1. – P. 766–769.
11. Zinoviev G.S., Udovichenko A.V. AC voltage regulators with switched capacitors // IEEE International Power Electronics and Motion Control Conference (PEMC). – Varna, 2016. – P. 44–49.
12. Zinoviev G.S., Udovichenko A.V. Transformerless step-up regulators of the alternating voltage with sinusoidal input and output currents // Technical Electrodynamics. – 2012. – N 3. – P. 69–70.
13. Зиновьев Г.С., Сидоров А.В., Удовиченко А.В. Повышающе-понижающие регуляторы переменного напряжения с улучшенной электромагнитной совместимостью // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2013. – № 6. – С. 53–57.
14. Браславский И.Я. Асинхронный полупроводниковый электропривод с параметрическим управлением. – М.: Энеpгоатомиздат, 1988. – 224 с.
15. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники. – 5-е изд. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2012. – 667 с.
16. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы ATMEL. – 2-е изд., стер. – М.: Додэка-XXI, 2005. – 560 с.
17. Datasheet Atmega 128 [Electronic resource]. – URL: http://ww1.microchip.com/ downloads/ en/devicedoc/doc2467.pdf (accessed: 08.06.2018).
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-38-00262мол_а.
Удовиченко А.В., Сидоров А.В., Бештинов А.О. Регулятор переменного напряжения с пофазными коммутаторами и цифровой системой управления // Доклады АН ВШ РФ. – 2018. – № 2 (39). – C. 93–105. doi: 10.17212/1727-2769-2018-2-93-105
Udovichenko A.V., Sidorov A.V., Beshtinov A.O. Regulyator peremennogo napryazheniya s pofaznymi kommutatorami i tsifrovoi sistemoi upravleniya [AC voltage regulator with phase switches and a digital control system]. Doklady Akademii nauk vysshei shkoly Rossiiskoi
Federatsii – Proceedings of the Russian higher school Academy of sciences, 2018, no. 2 (39), pp. 93–105. doi: 10.17212/1727-2769-2018-2-93-105.
