Аннотация
С целью выявления наилучшего алгоритма управления выполнены исследования влияния модуляционных алгоритмов управления на энергетические характеристики двухуровневого автономного инвертора преобразователя частоты. Исследования выполнялись методами математического и имитационного моделирования. Составлялись уравнения математического описания с учетом ряда общепринятых допущений. Составлялась эквивалентная схема двухуровневого автономного инвертора. Производились сравнения алгоритмов широтно-импульсной модуляции с несущими сигналами различной формы и частоты. Применялись три различные формы несущего сигнала: треугольная, пилообразная с задним фронтом и пилообразная с передним фронтом. Исследования проводились на частотах 3000, 6000 и 9000 Гц. Были сделаны выводы об идентичности спектрального состава переднего и заднего фронта пилообразного сигнала, также отмечено, что при треугольной форме сигнала часть гармоник, присутствовавших при пилообразной форме, удаляется, то есть треугольная форма обеспечивает лучший результат работы автономного инвертора. Также при увеличении частоты несущего сигнала было отмечено, что пакеты импульсов появляются на разных номерах гармоник, смещаются, а значения амплитуды и коэффициента искажения уменьшаются, то есть лучшие показатели были получены при максимальной исследуемой частоте. При исследовании напряжения на выходе дросселей при разной частоте несущего сигнала было отмечено, что при большем значении частоты пульсации выходного напряжения уменьшаются. Дроссели не устраняют гармоники, а лишь уменьшают их амплитуду. На основании результатов сделаны выводы, что алгоритм с треугольным несущим сигналом и максимальной частотой обеспечивает лучший гармонический состав выходного напряжения преобразователя частоты.
Ключевые слова
Электропривод, преобразователь частоты, имитационная модель, автономный инвертор, широтно-импульсная модуляция.
1. Браславский И.Я., Ишматов З.Ш., Поляков В.Н. Энергосберегающий асинхронный электропривод. М.: ACADEMA, 2004. 202 с.
2. Ершов М.С., Яризов А.Д. Энергосберегающий электропривод технологических установок трубопроводного транспорта газа, нефти и нефтепродуктов: учеб. пособие. М.: ИЦ. РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2011. 247 с.
3. Голландцев Ю. А. Вентильные индукторно-реактивные двигатели СПб.: ГНЦ РФ-ЦНИИ «Электроприбор», 2003. 148 с.
4. Ильинский Н.Ф., Москаленко В.В. Электропривод: энерго- и ресурсосбережение: учеб. пособие для студ. вузов - М.: Издательский центр «Академия», 2008. 208 с.
5. Кузнецов В.А., Кузьмичев В.А. Вентильно-индукторные двигатели. М.: Изд-во МЭИ, 2003. 70 с.
6. Лезнов Б. С., Энергосбережение и регулируемый привод в насосных и воздуходувных установках. М.: Энергоатомиздат, 2006. 306 с.
7. Пронин М.В., Воронцов А.Г. Силовые полностью управляемые полупроводниковые преобразователи (моделирование и расчет) / под ред. Крутякова Е.А. СПб.: Электросила, 2003. 172 с.
8. Пронин М.В., Воронцов А.Г. Электромеханотронные комплексы и их моделирование по взаимосвязанным подсистемам. СПб.: Ладога. 2017. 222 с.
9. Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями (моделирование, расчет, применение) / М.В. Пронин, А.Г. Воронцов, П.Н. Калачиков, А.П. Емельянов / под редакцией Крутякова Е.А. Санкт-Петербург: ОАО «Силовые машины», ОАО «Электросила», 2004. 252 с.
10. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: учеб. пособие. Новосибирск: НГТУ, 2002.
11. Гейст А.В. Многоуровневый инвертор напряжения с четвертой стойкой в составе системы генерирования электрической энергии переменного тока // Сб. науч. тр. НГТУ. 2007. №4(50).
12. Филатов В. Двух- и трехуровневые инверторы на IGBT // Силовая электроника. №4. 2012.
13. Heumann K. Trends in semiconductor devices and impact on power electronics and elec-tric drives //International Conference «Power electronics motion control». Conference Publication. Vol. 2. Warsaw, 1994.
14. Barats E.I. Energy Efficiency in Motor Driven System. Berlin: Springer-Verlag, 2003. 550 р.