Двухзвенный преобразователь частоты с повышенными энергетическими характеристиками для электроприводов и систем электроснабжения

• Автор: Мухаматшин, Илья Анисович
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новоуральск
• Количество страниц: 168 с. : ил.

1. Развитие преобразователей частоты для электроприводов и систем электроснабжения
1.1. Преобразователи частоты для электроприводов
1.2. Преобразователи частоты для систем электроснабжения
1.2.1. Преобразователи частоты для агрегатов бесперебойного питания и источников питания
1.2.2. Преобразователи частоты для питания центрифуг технологических линий разделительных производств
1.3 Анализ проблем и возможностей развития
2. Электромагнитные процессы в преобразователе частоты на основе активного выпрямителя тока и автономного инвертора тока
2.1. Однофазная нулевая схема АВТ
2.2. Однофазная мостовая схема АВТ
2.3. Трехфазная нулевая схема АВТ
2.4. Трехфазная мостовая схема АВТ
2.5. Алгоритмы управления сетевыми токами АВТ
2.5.1. Релейный векторный регулятор сетевых токов АВТ
2.5.2. Релейный пофазный регулятор сетевых токов АВТ
2.5.3. Прогнозирующий релейно-векторный регулятор сетевых токов АВТ
2.5.4. Некоторые особенности разработанных алгоритмов
управления сетевыми токами АВТ
2.6. Трехфазная мостовая схема АИТ
2.7. Алгоритмы управления выходным напряжением АИТ
2.7.1. Релейный пофазный регулятор напряжения АИТ
2.7.2. Прогнозирующий релейно-векторный регулятор напряжения АИТ

2.8. Выводы
3. Система автоматического регулирования преобразователя частоты
3.1. САР АИТ
3.2. САР АВТ
3.3. САР ДПЧ
3.4. Выводы
4. Показатели качества преобразователей частоты как преобразователей энергии
щ 4.1. Методика расчета энергетических показателей
преобразователя частоты на базе АВТ-АИТ
4.2. Сравнительный анализ алгоритмов управления
4.3 Методика расчета преобразователя частоты
4.5 Выводы
Заключение
Литература
Приложение А. Пример определения переходной функции и
коэффициентов ПРВ-регулятора
Приложение Б. Определение энергетических коэффициентов макета АВТ

Приложение В. Акты внедрения результатов работы

Развитие производств с высокими технологическими требованиями, все возрастающие критерии качества процессов управления, увеличение стоимости энергоресурсов, регламентация качества потребления электроэнергии приводят к необходимости совершенствования силовых полупроводниковых преобразователей частоты (ПЧ) для регулируемых электроприводов и систем электроснабжения (СЭС) с учетом этих требований.
Современный уровень развития силовой электроники характеризуется широким использованием полностью управляемых силовых полупроводниковых приборов (СПП), таких как MOSFET, IGBT - модулей, IGCT и МСТ тиристоров, а также применением микропроцессорных систем управления, реализованных на новейших специализированных микроконтроллерах, ориентированных на задачи управления силовыми полупроводниковыми преобразователями и электроприводами. Основное внимание разработчиков устройств силовой электроники для систем электроснабжения и электропривода в настоящее время направлено на совершенствование алгоритмов управления традиционной схемой двухзвенного преобразователя частоты (ДПЧ), силовая часть которого выполнена по схеме “неуправляемый выпрямитель - автономный инвертор напряжения (АИН) с ШИМ”, а также разработку матричных преобразователей частоты. Это во многом объясняется тем, что элементная база современных СПП и специализированных микроконтроллеров ориентирована именно на эти типы преобразователей.
Вместе с тем, дальнейшее совершенствование СПП, появление полностью управляемых силовых полупроводниковых ключей с односторонней проводимостью возрождают интерес к схемам двухзвенных преобразователей частоты, выполненных на базе автономного инвертора тока (АИТ)

2.2. ОДНОФАЗНАЯ МОСТОВАЯ СХЕМА АВТ
Рассмотрим работу АВТ, выполненного по однофазной мостовой схеме, изображенной на рис.2.2.1. Схема состоит из четырех полностью управляемых ключей с односторонней проводимостью.
Электромагнитные процессы в схеме однофазного мостового преобразователя тока описываются системой уравнений:
„ . сіі
иа =1а'Кф+1ф—г- + и„

і -і - С —U
‘а ‘и ьф _и>

іп =‘а-фп, ‘d 'RH+LH~ иа=ип-фп
id-RH+LH^ + EH=ud-,
(2.2.1)
/ =1 -бш (са^ + <р); иа ~ ит •вт(й)-0,
Отличие заключается в алгоритме формирования коммутационной функции, обеспечивающей формирование однополярной СШИМ тока /„. Это в два раза сокращает амплитуды пульсаций высокочастотных составляющих в кривых потребляемого тока и выпрямленного напряжения. Как вариант,