АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ МНОГОУРОВНЕВЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ (монография)
|
Министерство образования и науки Российской Федерации |
|
УДК 621.314.26:621.372.632 В49
Виноградов А.Б, Коротков А.А. Алгоритмы управления высоковольтным многоуровневым преобразователем частоты / ФГБОУВО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». – Иваново, 2018. – 184 с. ISBN
Монография посвящена разработке, исследованию и практической реализации алгоритмов управления многоуровневым каскадным преобразователем частоты для высоковольтного электропривода. Предложен алгоритм векторной ШИМ каскадного преобразователя с функциями компенсации небаланса и шунтирования ячеек. Выполнен сравнительный анализ векторного и синусоидального алгоритмов ШИМ, предложена методика определения оптимальной частоты модуляции. Предназначено для специалистов и научных сотрудников, занимающихся в области систем управления высоковольтным преобразователем частоты, а также для студентов и магистрантов, обучающихся по направлению «Электроэнергетика и электротехника», профиль подготовки «Электропривод и автоматика». Табл. 16. Ил. 112. Библиогр.: 51 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ФГБОУВО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»
НАУЧНЫЙ РЕДАКТОР А.Р. Колганов
РЕЦЕНЗЕНТЫ: канд. техн. наук, начальник лаборатории испытаний Р.В. Родионов (НИПТИЭМ)
канд. техн. наук, доц. кафедры «Электротехника и электроэнергетика» В.И. Афонин (ВлГУ)
ISBN © А.Б. Виноградов, А.А. Коротков, 2018 |
ОГЛАВЛЕНИЕ
|
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………. |
5 |
1. Анализ топологии и методов управления высоковольтными многоуровневыми преобразователями частоты………. |
8 |
|
1.1. Топология и принципы построения высоковольтных преобразователей…………………………………………………...… |
8 |
| 1.2. Анализ методов формирования ШИМ многоуровневого каскадного преобразователя……………………………………... |
19 |
|
1.2.1. Алгоритмы синусоидальной ШИМ…………………… |
21 |
|
1.2.2. Алгоритмы векторной ШИМ………………………….. |
27 |
|
1.3. Анализ терминологии………………………………………... |
44 |
|
1.3.1. Классификация векторов и треугольников диаграммы напряжений………………………………………………... |
45 |
|
1.3.2. Ячейка и её состояния…………………………………. |
47 |
2. Разработка алгоритма управления многоуровневым каскадным преобразователем в рамках векторной стратегии ШИМ………………………………………………………………... |
49 |
|
2.1. Закон модуляции векторной ШИМ………………………… |
49 |
|
2.2. Синтез алгоритма коммутации……………………………… |
50 |
|
2.3. Алгоритм распределения коммутаций по ячейкам………... |
62 |
|
2.4. Небаланс напряжений ячеек………………………………… |
67 |
| 2.4.1. Векторное формирование ШИМ с модулем компенсации небаланса………………………………………………. |
68 |
|
2.4.2. Алгоритм компенсации небаланса напряжений……... |
70 |
|
2.4.3. Коррекция в режиме ограничения компенсации…….. |
76 |
|
2.4.4. Результаты моделирования……………………………. |
79 |
| 2.5. Шунтирование ячеек многоуровневого каскадного преобразователя…………………………………………………………. |
84 |
|
2.5.1. Режимы функционирования ячеек |
85 |
| 2.5.2. Векторное формирование ШИМ с модулем шунтирования ячеек…………………………………………………. |
87 |
|
2.5.3. Результаты моделирования……………………………. |
93 |
3. Сравнительный анализ алгоритмов формирования ШИМ многоуровневого каскадного преобразователя………….……. |
99 |
|
3.1. Цифровая модель высоковольтного электропривода……... |
99 |
|
3.2. Потери мощности в системе «ВПЧ-АД»…………………… |
104 |
|
3.2.1. Дополнительные потери от высших гармоник………. |
107 |
|
3.2.2. Критерий оценки дополнительных потерь в обмотках двигателя………………………………………………………. |
108 |
|
3.2.3. Потери в силовых IGBT модулях…………………….. |
110 |
|
3.3. Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения………………………………………………………... |
114 |
|
3.4. Результаты моделирования. Методика поиска оптимальной частоты ШИМ………………………………………………... |
116 |
4. Моделирование и экспериментальное исследование частотно-регулируемого электропривода с многоуровневым каскадным преобразователем…………………………………… |
127 |
|
4.1. Внутренняя организация каскадного ВМПЧ и алгоритмы взаимодействия его элементов…………………………………... |
127 |
|
4.2. Практические вопросы реализации алгоритмов ШИМ каскадной структуры ВМПЧ………………………………………… |
131 |
|
4.3. Первичная компенсация небаланса напряжений ячеек…… |
136 |
|
4.4. Уточнённая модель высоковольтного частотно-регулируемого привода…………………………………………... |
142 |
|
4.5. Технологический критерий как показатель работоспособности привода……………………………………………………... |
145 |
|
4.6. Испытание опытного образца каскадного ВМПЧ на низком напряжении…………………………………………………... |
150 |
|
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………….. |
154 |
|
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………... |
157 |
|
ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………….. |
162 |
скачать книгу в формате PDF (3,9 Мб) )