Preview

Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

Расширенный поиск

Синтез алгоритма векторной широтно-импульсной модуляции в девятифазном активном выпрямителе напряжения

https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-4-334-345

Аннотация

Статья посвящена вопросам синтеза многофазных электромехатронных модулей, состоящих из многофазной электрической машины (> 3) и многофазного управляемого преобразователя. При многофазном исполнении электрической машины существует возможность получения трапецеидальной электродвижущей силы и увеличения удельной преобразуемой мощности при условии согласования ЭДС и тока на выходе m-фазного генератора. Рассмотрен вопрос разработки алгоритма векторной широтно-импульсной модуляции для m-фазного активного выпрямителя напряжения, который позволит обеспечить согласование формы и фазы токов и напряжений на выходе m-фазного генератора с целью получения максимальной активной мощности исследуемого модуля. Проведен анализ возможных комбинаций состояний ключей девятифазного активного выпрямителя. Каждому состоянию ключей поставлены в соответствие базовые векторы в неподвижной системе координат. Установлено, что существует ряд комбинаций, при которых одному базовому вектору соответствуют два и более различных состояния ключей. Система базовых векторов продифференцирована на составляющие ее уровни, сектора и подсектора. Для получения любого заданного вектора напряжения, не совпадающего с базовыми векторами, применен метод пространственно-векторной модуляции. Он позволяет на 100 % использовать напряжение звена постоянного тока по сравнению с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией (86,6 %). Цель пространственно-векторной модуляции для девятифазного активного выпрямителя напряжения состоит в реализации результирующего пространственного вектора выходного напряжения с заданным средним значением в пределах периода модуляции. Для этого должны быть найдены три ближайших к заданному базовых вектора. Для реализации заданного вектора напряжения задана последовательность перебора базовых векторов в периоде модуляции, обеспечивающая одну коммутацию (коммутация двух комплементарных ключей) при переходе от одного базового вектора к другому для уменьшения коммутационных потерь. Получены аналитические соотношения весовых коэффициентов для образующих векторов, а также уравнения границ подсекторов, образующих диаграмму комбинаций состояний схемы. Последовательность приведенных расчетов представляет собой методику реализации векторной широтно-импульсной модуляции в девятифазных управляемых преобразователях электрической энергии.

Об авторах

С. B. Пантелеев
Военная академия Республики Беларусь
Беларусь


А. Н. Малашин
Военная академия Республики Беларусь
Беларусь


Д. В. Каркоцкий
Военная академия Республики Беларусь
Беларусь


Ю. В. Суходолов
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Адрес для переписки: Суходолов Юрий Викторович – Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65/2, 220013, г. Минск, Республика Беларусь. Тел.: +375 17 292-71-93    suhodolov@bntu.by



Список литературы

1. Иванов-Смоленский, А. В. Электрические машины / А. В. Иванов-Смоленский. М.: Энергия, 1980. 928 с.

2. Харитонов, С. А. Электромагнитные процессы в системах генерирования электрической энергии автономных объектов / С. А. Харитонов. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. 536 с.

3. Бут, Д. А. Бесконтактные электрические машины / Д. А. Бут. М.: Высш. шк., 1990. 416 с.

4. Вентильный генератор постоянного тока: пат. 8863 Респ. Беларусь, C1 H 02 K 29/00 / А. Н. Малашин, С. В. Клопов, О. И. Киш; заявители А. Н. Малашин, С. В. Клопов, О. И. Киш; опубл. 30.09.2004.

5. Голиков, В. Ф. Анализ особенностей рабочего процесса в многофазном «выпрямительном» генераторе на основе одномерных уравнений электромагнитного поля / В. Ф. Голиков, А. Н. Малашин // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 1993. № 9–10. С. 39–43.

6. Голубев, А. Н. Математическая модель синхронного двигателя с многофазной статорной обмоткой / А. Н. Голубев, А. А. Лапин // Электротехника. 1998. № 9. С. 8–13.

7. White, D. C. Electromechanical Energy Conversion / D. C. White, H. H. Woodson. New York: John Willey and Sons, 1959. 520 p.

8. Пантелеев, С. В. Повышение энергетических показателей электрической машины путем применения многофазной зубцовой обмотки / С. В. Пантелеев, А. Н. Малашин // Вестник Воен. акад. Респ. Беларусь. 2017. № 3. С. 80–86.

9. Пронин, М. В. Силовые полностью управляемые полупроводниковые преобразователи (моделирование и расчет) / М. В. Пронин, А. Г. Воронцов; под ред. Е. А. Крутякова. СПб.: Электросила, 2003. 172 с.

10. Шрейнер, Р. Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты / Р. Т. Шрейнер. Екатеринбург: УРО РАН, 2000. 583 с.

11. Multiphase Induction Motor Drives – a Technology Status Review / E. Levi [et al.] // IET Electric Power Applications. 2007. Vol. 1, No 4. P. 489–516. https://doi.org/10.1049/iet-epa:20060342

12. Kelly, J. W. Multi-Phase Space Vector Pulse Width Modulation / J. W. Kelly, E. G. Strangas, J. M. Miller // IEEE Trans. on Energy Conversion. 2003. Vol. 18, No 2. P. 259–264. https://doi.org/10.1109/tec.2003.811725.


Рецензия

Для цитирования:


Пантелеев С.B., Малашин А.Н., Каркоцкий Д.В., Суходолов Ю.В. Синтез алгоритма векторной широтно-импульсной модуляции в девятифазном активном выпрямителе напряжения. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2018;61(4):334-345. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-4-334-345

For citation:


Panteleev S.V., Malashin A.N., Karkotskiy D.V., Suchodolov Yu.V. Synthesis of the Algorithm of the Vector Width-Pulse Modulation in a Nine-Phase Active Voltage Rectifier. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2018;61(4):334-345. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-4-334-345

Просмотров: 978


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1029-7448 (Print)
ISSN 2414-0341 (Online)