Гибридный алгоритм модуляции на основе пространственно-векторной ШИМ и ШИМ с удалением выделенных гармоник

Александр Сергеевич Маклаков

Аннотация


Предложен гибридный алгоритм модуляции на основе пространственно-векторной ШИМ и ШИМ
с удалением выделенных гармоник. Данный алгоритм позволит снизить потери в преобразователе, возникающие при переключении ключей при пространственно-векторной ШИМ, за счет снижения числа этих переключений при ШИМ с удалением выделенных гармоник. В работе были сформулированы основные требования к гибридному алгоритму. Основное внимание было уделено рассмотрению возможных вариантов смены алгоритмов пространственно-векторной ШИМ и ШИМ с удалением выделенных гармоник в зависимости от состояний проводимости полупроводниковых ключей в силовой схеме преобразователя. Для трехуровневого преобразователя были определены четыре возможных варианта, два из которых удовлетворяют основным требованиям гибридного алгоритма. Результаты моделирования в программе Matlab/Simulink демонстрируют выполнение требований к минимизации числа переключений полупроводниковых модулей преобразователя. Практическое использование предложенного гибридного алгоритма модуляции позволит повысить КПД и улучшить показатели качества преобразованной электроэнергии. Наибольшую эффективность предложенный гибридный способ модуляции покажет в области больших мощностей, где применяются высоковольтные трёхуровневые преобразователи.


Ключевые слова


силовая электроника; широтно-импульсная модуляция; преобразователь; гибридная модуляция; удаление выделенных гармоник; пространственный вектор

Полный текст:

PDF

Литература


Rodriguez J., Lai J., Peng F. Multilevel Inverter: Survey of Topologies, Controls, and Applications. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2002, vol. 49 (4), pp. 724–738. DOI: 10.1109/TIE.2002.801052

Hramshin T.R., Krubtsov D.S., Kornilov G.P. [Evaluation of Methods PWM Voltage Active Rectifiers Rolling Mills]. Russian Internet Journal of Industrial Engineering, 2013, no. 2, pp. 48–52. (in Russ.)

P'ey P'o Tun. Sovershenstvovanie impul'snykh preobrazovateley v sostave avtonomnykh sistem el-ektropitaniya elektrotekhnicheskikh kompleksov: dis. … kand. tekhn. nauk [Improving of Switching Converters in Autonomous Power Electrical Systems: Cand. Sci. Diss.]. St. Petersburg, 2014. 188 p.

Radionov A.A., Maklakov A.S. [Three Level Back to Back Converters as Part of Medium Voltage AC Drives: Contemporary Condition and Control Methods]. Russian Electromechanics, 2015, no. 6, pp. 80–87.

(in Russ.) DOI: 10.17213/0136-3360-2015-6-80-87

Leon J.I., Kouro S., Franquelo L.G., Rodriguez J., Wu B. The Essential Role and the Continuous Evo-lution of Modulation Techniques for Voltage-Source Inverters in the Past, Present, and Future Power Electron-ics. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2016, vol. 63, no. 5, pp. 2688–2701. DOI: 10.1109/TIE.2016.2519321

Wu B. High-Power Converters and AC Drives. Wiley-IEEE Press, 2006. 333 p. DOI: 10.1002/9780471773719.about

. Khramshin T.R., Krubtsov D.S., Kornilov G.P. A Mathematical Model of the Power Circuit of Main Electric Drives of Rolling Mills. Russian Internet Journal of Electrical Engineering, 2014, vol. 1, no. 1, pp. 3–7.

(in Russ.)

Melício R., Mendes V.M.F., Catalão J.P.S. Comparative Study of Power Converter Topologies and Control Strategies for the Harmonic Performance of Variable-Speed Wind Turbine Generator Systems. Energy, 2011, no. 36, pp. 520–529. DOI: 10.1016/j.energy.2010.10.012

Khramshin T.R., Krubtsov D.S., Kornilov G.P. Methods PWM of Large Power Active Rectifier under Unbalanced Voltage Operating Conditions. Russian Internet Journal of Industrial Engineering, 2014, vol. 2, no. 4, pp. 7–13. (in Russ.)

Hramshin T.R., Krubtsov D.S., Kornilov G.P. Mathematical Model of the Active Rectifier under Un-balanced Voltage Operating Conditions. Russian Internet Journal of Electrical Engineering, 2014, vol. 1, no. 2, pp. 3–9. (in Russ.)

Khramshin T.R., Abdulveleev I.R., Kornilov G.P. [Mathematical Model of the Power Circuit of STATCOM of Large Capacity]. Russian Internet Journal of Electrical Engineering, 2015, vol. 2, no. 1, pp. 18–46. (in Russ.)

Maklakov A.S., Radionov A.A. [Energy-Efficient Control of Active Converters in Wind Generator Electric Drive Systems]. Russian Internet Journal of Electrical Engineering, 2015, vol. 2, no. 4, pp. 21–26. (in Russ.)

Maklakov A.S., Radionov A.A. [Study of SVPWM with Various Vector Selection Tables of Three Level Converter]. Russian Internet Journal of Electrical Engineering, 2015, vol. 2, no. 1, pp. 30–37. (in Russ.)

Maklakov A.S., Radionov A.A. [Influence of AFE Rectifier with Different Types of PWM on Supply Power]. Russian Internet Journal of Industrial Engineering, 2013, no. 2, pp. 40–47. (in Russ.)

Maklakov A.S., Maklakova E.A. [EMC Analysis of 18-pulse Connection Circuit Based on 3L-AFE with SHEPWM]. Russian Internet Journal of Industrial Engineering, 2016, vol. 4, no. 1, pp. 66–73. (in Russ.)




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power180112

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.