ВЛИЯНИЕ УРОВНЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ И УГЛОВ ИХ ВКЛЮЧЕНИЯ В МНОГОУРОВНЕВОМ ИНВЕРТОРЕ НА СТРУКТУРУ СПЕКТРА ЕГО ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Е.Е. Миргородская; Н.П. Митяшин; Ю.Б. Томашевский; А.Ю. Мирошниченко

doi:10.14529/power190414

Авторы

Е.Е. Миргородская Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.
Н.П. Митяшин Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.
Ю.Б. Томашевский Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.
А.Ю. Мирошниченко Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А., г. Саратов

DOI:

https://doi.org/10.14529/power190414

Ключевые слова:

многоуровневый инвертор напряжения, коэффициент гармонических составляющих напряжения, уровень напряжения, угол включения уровня, градиент, чувствительность

Аннотация

В настоящее время широкое распространение в электроэнергетических системах различного назначения получают многоуровневые инверторы напряжения, являясь эффективным методом формирования гармонического состава выходного напряжения. Реализация многоуровневой концепции позволяет управлять составом и величиной гармоник на их выходе, что является актуальным для систем электроснабжения технологических процессов, качество которых зависит от спектра питающего напряжения. Предложен подход к определению влияния изменения параметров в многоуровневом инверторе на спектр его выходного напряжения, обеспечивающий возможность решать задачу синтеза многоуровневой кривой с желаемым гармоническим составом. Получены формулы для расчета чувствительности коэффициентов гармонических составляющих напряжения и суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения к изменению уровней входного напряжения и электрических углов их включения в инверторе. Разработан алгоритм синтеза многоуровневой кривой выходного напряжения с задаваемым гармоническим составом, наиболее соответствующим реализуемому технологическому процессу. Результаты компьютерного моделирования синтеза многоуровневой кривой с желаемым гармоническим составом за счет изменения напряжений уровней при различных величинах выбранных гармоник показывают его универсальность, наглядность и информативность. Представленный подход к проектированию рассматриваемого класса преобразовательных устройств заметно расширяет функциональные возможности многоуровневых инверторов напряжения, что способствует росту их применения в современных промышленных технологиях, качество которых в значительной степени определяется спектром питающего напряжения, например, в системах многочастотного индукционного нагрева.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

Зиновьев, Г.С. Основы силовой электроники: учеб. / Г.С. Зиновьев. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. – Ч. 2. – 197 с.

Rodriguez, J. Multilevel Inverters: Survey of Topologies, Controls, and Applications / J. Rodriguez, J.S. Lai, F.Z. Peng // IEEE Transactions on Industry Applications. – 2002. – Vol. 49, no. 4. – P. 724–738. DOI: 10.1109/TIE.2002.801052

Power Electronics Handbook / H. Muhammad Rashid (Ed.). – Butterworth-Heinemann, 2018. – 1522 p.

Strzelecki, R. Power Electronics in Smart Electrical Energy Networks / R. Strzelecki, G. Benysek. – Springer-Verlag London Limited, 2008. – 421 p.

Smart Power Grids 2011 / Ali Keyhani, Muhammad Marwali (Ed.). – Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011. – 701 p.

Multi-level Inverter: A Literature Survey on Topologies and Control Strategies / B. Singh [et al.] // International Journal of Reviews in Computing. – 2012. – Vol. 10. – P. 1–16. DOI:10.1109/ICPCES.2012.6508041

ГОСТ 32144–2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – М.: ФГУП «Стандартинформ», 2013. – 10 с.

Дзлиев, С.В. Принципы построения систем питания установок индукционной закалки зубчатых колес при двухчастотном нагреве / С.В. Дзлиев // APIH 05: Материалы междунар. конф. – СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2005. – С. 193–201.

Формирование двухчастотных колебаний тока в системах индукционного нагрева / С.К. Земан [и др.] // Известия Томского политехнического университета. – 2009. – Т. 315, № 4. – С. 105–111.

Юшков, А.В. Энергетически эффективные преобразователи частоты для двухчастотной индукционной плавки: автореф. дис. … канд. техн. наук / А.В. Юшков. – Томск, 2012. – 19 с.

Рогинская, Л.Э. Полупроводниковый преобразователь частоты с многофункциональным трансформатором / Л.Э. Рогинская, А.Р. Латыпов // Практическая силовая электроника. – 2017. – № 3 (67). – С. 37–41.

Стабилизация параметров выходного напряжения многоуровневых инверторов / Е.Е. Миргородская, В.А. Колчев, Н.П. Митяшин, Е.Д. Карнаухов // Вопросы электротехнологии. – 2018. – № 1 (18). – С. 70–79.

Справочник по теории автоматического управления / под ред. А.А. Красовского. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. – 712 с.

Universal Power Source of Single-phase Multilevel Inverters / E.E. Mirgorodskaya [et al.] // 2019 16th Conference on Electrical Machines, Drives and Power Systems, ELMA 2019 – Proceedings. – Varna; Bulgaria, 2019. – P. 337–341. DOI:10.1109/ELMA.2019.8771654

Колмогоров, А.Н. Элементы теории функций и функционального анализа / А.Н. Колмогоров, С.В. Фомин. – 7-е изд. – М.: Физматлит, 2012. – 572 с.

Банди, Б. Методы оптимизации. Вводный курс: пер. с англ. / Б. Банди. – М.: Радио и связь, 1988. – 128 с.