Непосредственный преобразователь частоты с прогнозирующим управлением

• Автор: Корюков, Константин Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новоуральск
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ '
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ НЕПОСРЕДСТВЕННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

1.1. Основные этапы развития и опыт использования НПЧ

1.2. Анализ методов и алгоритмов управления НПЧ

1.3. Постановка задач исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА СХЕМ МАТРИЧНОГО И ДВУЗВЕННОГО

НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ

2.1. Дискретная математическая модель ДНПЧ

2.2. Непрерывная математическая модель ДНПЧ

2.3. Согласование моментов коммутации ключей АВ и АИ двухзвенного

непосредственного преобразователя частоты
2.4. Способы распределения образующих векторов АВ и АИ на периоде ШИМ
2.5. Анализ переменных состояния в статическом режиме работы НПЧ
2.6. Выводы по главе
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НПЧ НА ОСНОВЕ ОДНОТАКТНОГО АЛГОРИТМА ПРОГНОЗИРУЮЩЕГО РЕЛЕЙНО-ВЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ
3.1. Принцип построения системы автоматического регулирования НПЧ на основе однотактного алгоритма прогнозирующего релейно-векторного управления
3.2. Реализация векторной САР НПЧ на основе однотактного алгоритма ПРВ управления
3.3 Результаты компьютерного моделирования и экспериментальные исследования основных режимов работы ДНПЧ при однотактном алгоритме ПРВ управления
3.4 Выводы по главе
ГЛАВА 4. СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НПЧ НА ОСНОВЕ МНОГОТАКТНОГО АЛГОРИТМА ПРОГНОЗИРУЮЩЕГО РЕЛЕЙНО-ВЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ
4.1. Синтез системы автоматического управления НПЧ
4.2. Моделирование и экспериментальные исследования режимов работы ДНПЧ на КЬЕ нагрузку
4.3. Принцип построения системы автоматического регулирования асинхронного электропривода на базе НПЧ
4.4. Результаты моделирования САР асинхронного электропривода
4.5. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДНПЧ
5.1 Основные энергетические показатели активных преобразователей
5.2 Методика расчета потерь и энергетических коэффициентов ДНПЧ
5.3 Результаты расчета энергетических показателей ДНПЧ
5.4 Методика выбора параметров входного и выходного ЛЬС фильтра НПЧ
5.5 Влияния алгоритмов управления на энергетические показатели ДНПЧ
5.6 Выводы по главе ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АД - асинхронный двигатель
AB - активный выпрямитель
АВН - активный выпрямитель напряжения
АВТ - активный выпрямитель тока
АИ — автономный инвертор
АИН - автономный инвертор напряжения
АИТ - автономный инвертор тока
АЭП - асинхронный электропривод
ДНПЧ - двухзвенный непосредственный преобразователь частоты
ДПЧ - двухзвенный преобразователь частоты
ЕК - естественная коммутация
КПД - коэффициент полезного действия
МНПЧ - матричный непосредственный преобразователь частоты НПЧ - непосредственный преобразователь частоты ОМ - однократная модуляция ПК - полупроводниковый коммутатор ПКЭ - показатели качества электрической энергии ПРВ - прогнозирующее релейно-векторное Я ПЧ - преобразователь частоты
САР - система автоматического регулирования СУ - система управления ШИМ - широтно-импульсная модуляция ШИР - широтно-импульсное регулирование ЭП - электропривод

Таким образом, с точки зрения энергетики, матричная схема полупроводникового коммутатора является наиболее предпочтительной по сравнению с двухзвенной схемой, поскольку загрузка её ключей по току почти в два раза ниже, чем у двухзвенной при одинаковом количестве коммутаций па периоде ШИМ.
Рассмотрим более детально получение напряжения ил в неявном звене постоянного тока ДНПЧ. На рис. 2.9 приведены два линейных напряжения с помощью которых способом ШИМ формируется напряжение ил в первом секторе, границы которого при
значении 6* —Ощ =0 определены вертикальными прямыми А и В. По мере изменения
величины 6?|* сдвигаются границы сектора АВ и как видно из рис. 2.9 при значениях
|„» п I
Р1 -“и1 >— °ДН0 из линейных напряжении становится меньше нуля, что приводит к
появлению в кривой участков отрицательного напряжения.
Согласно проведенному анализу работы АИ было установлено, что кривая тока в неявном звене постоянного тока также содержит импульсы отрицательной полярности при
следующих значениях в*2 - 612 >

Таким образом, условие: щ > 0 (2.40)
указывает на возможность использования в АИ силовых ключей, обладающих двусторонней проводимостью тока при подаче включающего сигнала управления и обратной проводимостью при отсутствии включающего сигнала управления. Подобными свойствами обладают ГСВ - транзисторы с обратными диодами.
Но с другой стороны, условие (2.40) накладывает ограничение на регулирование сетевого коэффициента сдвига, поскольку угол между вектором тока и вектором напряжения на
входе ПК не должен превышать —, т.е. должно выполняться условие: Щ - 0и1| <
6 1 '
Если по условиям эксплуатации преобразователя не достаточно регулирования
сетевого коэффициента сдвига в таких пределах, тогда в АИ необходимо использовать
полностью управляемые ключи с двухсторонней проводимостью, что накладывает
некоторые сложности при коммутации, поскольку нагрузка ДНПЧ в большинстве случаев
носит активно-индуктивный характер.