ГИБРИДНЫЙ АЛГОРИТМ МОДУЛЯЦИИ НА ОСНОВЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВЕКТОРНОЙ ШИМ И ШИМ С УДАЛЕНИЕМ ВЫДЕЛЕННЫХ ГАРМОНИК

А.С. Маклаков

doi:10.14529/power180112

Авторы

А.С. Маклаков Южно-Уральский государственный университет

DOI:

https://doi.org/10.14529/power180112

Ключевые слова:

силовая электроника, широтно-импульсная модуляция, преобразователь, гибридная модуляция, удаление выделенных гармоник, пространственный вектор

Аннотация

Предложен гибридный алгоритм модуляции на основе пространственно-векторной ШИМ и ШИМ с удалением выделенных гармоник. Данный алгоритм позволит снизить потери в преобразователе, возникающие при переключении ключей при пространственно-векторной ШИМ, за счет снижения числа этих переключений при ШИМ с удалением выделенных гармоник. В работе были сформулированы основ- ные требования к гибридному алгоритму. Основное внимание было уделено рассмотрению возможных вариантов смены алгоритмов пространственно-векторной ШИМ и ШИМ с удалением выделенных гармоник в зависимости от состояний проводимости полупроводниковых ключей в силовой схеме преобразователя. Для трехуровневого преобразователя были определены четыре возможных варианта, два из которых удовлетворяют основным требованиям гибридного алгоритма. Результаты моделирования в программе Matlab/Simulink демонстрируют выполнение требований к минимизации числа переключений полупроводниковых модулей преобразователя. Практическое использование предложенного гибридного алгоритма модуляции позволит повысить КПД и улучшить показатели качества преобразованной электроэнергии. Наибольшую эффективность предложенный гибридный способ модуляции покажет в области больших мощностей, где применяются высоковольтные трёхуровневые преобразователи.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

Rodriguez, J. Multilevel inverter: a survey of topologies, controls, and applications / J. Rodriguez, J. Lai, F. Peng // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 2002. – Vol. 49, iss. 4. – P. 724–738. DOI: 10.1109/TIE.2002.801052

Храмшин, Т.Р. Оценка методов широтно-импульсной модуляции напряжения активных выпрямителей прокатных станов / Т.Р. Храмшин, Д.С. Крубцов, Г.П. Корнилов // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. – 2013. –№ 2. – С. 48–52.

Пьей Пьо Тун. Совершенствование импульсных преобразователей в составе автономных систем электропитания электротехнических комплексов: дис. … канд. техн. наук / Пьей Пьо Тун. – СПб., 2014. – 188 с.

Радионов, А.А. Трехуровневый активный двунаправленный преобразователь частоты в составе реверсивных электроприводов среднего напряжения: современное состояние и способы управления / А.А. Радионов, А.С. Маклаков //

Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2015. – № 6 (542). – С. 80–87. DOI: 10.17213/0136-3360-2015-6-80-87

Jose, I.L. The essential role and the continuous evolution of modulation techniques for voltagesource inverters in the past, present, and future power electronics / J.I. Leon, S. Kouro, L.G. Franquelo, J. Rodriguez, B. Wu. // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 2016. – Вып. 63, №. 5. – С. 2688–2701. DOI: 10.1109/TIE.2016.2519321

Wu, B. High-power converters and AC drives / Bin Wu. – Wiley-IEEE Press, 2006. – 333 с. DOI:10.1002/9780471773719.about

Храмшин, Т.Р. Математическая модель силовой схемы главных электроприводов прокатных станов / Т.Р. Храмшин, Д.С. Крубцов, Г.П. Корнилов // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2014. – Вып. 1, № 1. – С. 3–7.

Melício, R. Comparative study of power converter topologies and control strategies for the harmonic performance of variable-speed wind turbine generator systems / R. Melício, V.M.F. Mendes, J.P.S. Catalão // Energy. – 2011. – № 36. – С. 520–529. DOI: 10.1016/j.energy.2010.10.012

Храмшин, Т.Р. Методы широтно-импульсной модуляции мощных активных выпрямителей при несимметрии напряжения / Т.Р. Храмшин, Д.С. Крубцов, Г.П. Корнилов // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. – 2014. –№ 4. – С. 7–13.

Храмшин, Т.Р. Математическая модель активного выпрямителя в несимметричных режимах работы / Т.Р. Храмшин, Д.С. Крубцов, Г.П. Корнилов // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2014. – Т. 1, № 2. – С. 3–9.

Храмшин, Т.Р. Математическая модель силовой схемы мощного СТАТКОМа / Т.Р. Храмшин, И.Р. Абдулвелеев, Г.П. Корнилов // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2015. – Т. 2, № 1. – С. 38–46.

Маклаков, А.С. Энергоэффективное управ-ление двунаправленным преобразователем частоты в составе электропривода ветрогенератора / А.С. Маклаков, А.А. Радионов / Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2015. – Т. 2, № 4. – С. 21–26.

Маклаков, А.С. Исследование векторной ШИМ с различными таблицами переключения силовых ключей трехуровневого преобразователя / А.С. Маклаков, А.А. Радионов / Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2015. – Т. 2, № 1. – С. 30–37.

Маклаков, А.С. Влияние на сеть трёхфазного мостового двухуровневого активного выпрямителя напряжения при различных видах ШИМ / А.С. Маклаков, А.А. Радионов // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. – 2013. – № 2. – С. 40–47.

Маклаков, А.С. Анализ электромагнитной совместимости 18-пульсной схемы соединения трехуровневых АВН при использовании метода ШИМ с удалением выделенных гармоник / А.С. Маклаков, Е.А. Маклакова // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. – 2016. – Т. 4, № 1. – С. 66–73.