Синхронно регулируемые электронные преобразовательные устройства повышенной мощности на базе инверторов с отсекающими диодами, регулируемых с помощью широтно-импульсной модуляции

Аннотация

УДК 621.314.572

Выполнен краткий обзор развития и диссеминации метода синхронной многозонной векторной широтно-импульсной модуляции (ШИМ) применительно к регулированию инверторов с отсекающими диодами, являющихся основными исполнительными элементами систем мощного регулируемого электропривода переменного тока. Показано, что модифицированные схемы и алгоритмы управления и синхронной многозонной ШИМ инверторов с отсекающими диодами обеспечивают минимизацию величины синхронного напряжения, а также непрерывную синхронизацию и симметрию базовых фазных и линейных напряжений в системах на всем диапазоне регулирования электроприводов на основе модулированных инверторов. В спектре фазного и линейного напряжения систем трехфазного и шестифазного электропривода при этом отсутствуют четные гармоники и субгармоники, что способствует снижению потерь в системах и повышению эффективности их функционирования. Сопоставительным анализом интегральных спектральных характеристик базовых форм напряжения систем регулируемого электропривода на основе ШИМ-инверторов с отсекающими диодами сформулированы рекомендации по рациональному выбору схем и алгоритмов синхронной многозонной модуляции для соответствующих устройств и систем в зависимости от режимов их функционирования.

Ключевые слова: силовая электроника, трехфазный инвертор напряжения, алгоритмы управления и модуляции, регулируемый электропривод переменного тока, спектральный состав фазного и линейного напряжений.

This article provides a brief overview of the development and dissemination of the method of synchronous multi-zone pulse-width modulation (PWM) in relation to the regulation of diode-clamped inverters which are the main executive elements of the medium-power and high-power adjustable speed electric drives. It is shown that the modified schemes and algorithms of synchronous multi-zone PWM, applied for control of diode-clamped inverters, assure providing minimization of the common-mode voltage in systems, as well as continuous synchronization and symmetry of the base phase and linear voltages in drive systems on the base of diode-clamped inverters over the entire control range. There are no even harmonics and subharmonics in the spectra of the phase and line-to-line voltages of three-phase and six-phase drive systems, which helps to reduce losses in systems and increase the efficiency of their operation. As a result of a comparative analysis of the integral spectral characteristics of the main voltage waveforms of adjustable speed drives based on diode-clamped inverters, recommendations are formulated for the rational choice of schemes and algorithms of synchronous multi-zone PWM for the relevant systems and installations, depending on their operating modes.

Keywords: power electronics, three-phase voltage inverter, control and modulation algorithms, adjustable AC electric drive, spectral composition of phase and line voltages.

Скачать полнотекстовый PDF. 168 скачиваний

Menu

Том 59 (2023), Номер 5, стр. 90-104

Аннотация