Энергоэффективные алгоритмы в электроприводе с многоуровневым преобразователем частоты

• Автор: Коротков, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 174 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ТОПОЛОГИИ И МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫМИ МНОГОУРОВНЕВЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ЧАСТОТЫ
1.1. Топология и принципы построения высоковольтных преобразователей
1.2. Анализ методов ШИМ многоуровневого каскадного преобразователя
1.2.1. Алгоритмы синусоидальной ШИМ
1.2.2. Алгоритмы векторной ШИМ
1.3. Термины и определения
1.3.1. Анализ терминологии многоуровневого преобразователя
1.3.2. Классификация векторов и треугольников диаграммы напряжений
1.3.3. Ячейка и её состояния
Выводы по главе
2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ МНОГОУРОВНЕВЫМ КАСКАДНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ В РАМКАХ ВЕКТОРНОЙ СТРАТЕГИИ ШИМ
2.1. Закон модуляции векторной ШИМ
2.2. Синтез алгоритма коммутации
2.3. Алгоритм распределения коммутаций по ячейкам
2.4. Небаланс напряжений ячеек многоуровневого каскадного преобразователя
2.4.1. Векторное формирование ШИМ с модулем компенсации небаланса
2.4.2. Алгоритм компенсации небаланса напряжений
2.4.3. Коррекция в режиме ограничения компенсации
2.4.4. Результаты моделирования

2.5. Шунтирование ячеек многоуровневого каскадного преобразователя
2.5.1. Режимы функционирования ячеек
2.5.2. Векторное формирование ШИМ с модулем шунтирования
ячеек
2.5.3. Результаты моделирования
Выводы по главе
3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АЛГОРИТМОВ ФОРМИРОВАНИЯ
ШИМ МНОГОУРОВНЕВОГО КАСКАДНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
3.1. Цифровая модель высоковольтного электропривода
3.2. Потери мощности в системе «ВПЧ-АД»
3.2.1. Дополнительные потери от высших гармоник
3.2.2. Критерий оценки дополнительных потерь в обмотках двигателя
3.2.3. Потери в силовых ЮВТ модулях
3.3. Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения
3.4. Результаты моделирования. Методика поиска оптимальной частоты ШИМ
Выводы по главе
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С МНОГОУРОВНЕВЫМ КАСКАДНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
4.1. Внутренняя организация каскадного ВМПЧ и алгоритмы взаимодействия его элементов
4.2. Практические вопросы реализации алгоритмов ШИМ каскадной структуры ВМПЧ
4.3. Первичная компенсация небаланса напряжений ячеек
4.4. Уточнённая модель высоковольтного частотно - регулируемого привода

4.5. Технологический критерий как показатель работоспособности привода
4.6. Испытание опытного образца каскадного ВМПЧ на низком напряжении
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Справочные данные на высоковольтный асинхронный
двигатель АОД-1000-6ДУ
Приложение 2. Диаграммы спектров выходных напряжений и токов
многоуровневого каскадного преобразователя
Приложение 3. Внешний вид шкафов опытного образца ВМПЧ
Приложение 4. Справочные данные на асинхронный двигатель
5А80МВ6УЗ. Результаты испытаний опытного образца ВМПЧ
Приложение 5. Результаты испытаний низковольтного макета каскадного преобразователя
Приложение 6. Материалы по внедрению результатов работы

не превосходит радиус вписанной во внешний шестигранник окружности. Таким образом, заданная траектория движения вершины вектора не выходит за границы области реализуемых напряжений. В этом случае, расчёт длительностей включения векторов за цикл ШИМ выполняют из условия равенства среднего напряжения заданному значению и_, т.е.:
где сі1 - относительное время включения напряжения и, на периоде ШИМ.
Рис.1.9. Определение области заданною векіора напряжения по его координатам
Симплексные алгоритмы [10,11], дающие однозначное решение системы уравнений (1.10), предполагают определение трёх векторов напряжений, не лежащих на одной прямой и образующих на плоскости треугольник. Разбиение векторной диаграммы на элементарные треугольники, как показано на рис. 1.9, и выбор трёх ближайших векторов в вершинах этих треугольников обеспечивает минимальную производную по току СІ1 / сії.
Известная методика расчёта в рамках симплексного закона модуляции, определяющая длительности интервалов включения трёх ближайших векторов по значениям модуля заданного вектора иг и его углового положения ср, включает в себя следующие процедуры [36]:
(1.10)