Алгоритм смены шаблонов углов переключений ключей трёхуровневого преобразователя при широтно-импульсной модуляции с удалением выделенных гармоник

Тао Цзин, Андрей Александрович Радионов, Александр Сергеевич Маклаков

Аннотация


Предложен алгоритм смены шаблонов углов переключений ключей трёхуровневого преобразователя при широтно-импульсной модуляции с удалением выделенных гармоник. Алгоритм позволяет осуществить выбор необходимого шаблона углов переключений в зависимости от изменения частоты выходного напряжения преобразователя. Решена задача смены шаблонов углов переключений ШИМ с удалением выделенных гармоник при не более одной коммутации полупроводниковых модулей преобразователя. Подробно рассмотрены структурная схема и блок-диаграмма предложенного алгоритма. Представлены результаты моделирования, подтверждающие работоспособность алгоритма и демонстрирующие формирование переменной частоты выходного напряжения трёхуровневого преобразователя и смены шаблонов углов переключений без бросков и колебаний тока во время переключений. Реализованный алгоритм может быть легко адаптирован под задачи смены других методов широтно-импульсной модуляции.


Ключевые слова


преобразовательная техника; широтно-импульсная модуляция; удаление выделенных гармоник; шаблон углов переключений; трёхуровневый преобразователь

Полный текст:

PDF

Литература


Radionov A.A., Maklakov A.S., Jing Tao. [Using of Particle Swarm Optimization for Selective Harmonic Elimination Technique]. Elektrotekhnicheskie sistemy i kompleksy [Electrotechnical Systems and Complexes], 2019, no. 1 (42), pp. 38–44. (in Russ.) DOI: 10.18503/2311-8318-2019-1(42)-38-44

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.) DOI: 10.24892/rijie/20130207

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.) DOI: 10.24892/rijee/20150105

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

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.) DOI: 10.24892/rijee/20150403

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. 38–46. (in Russ.)

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.) DOI: 10.24892/rijie/20140402

Hramshin T.R., Krubtsov D.S., Kornilov G.P. Mathematical Model of the Active Rectifier under Unbalanced Voltage Operating Conditions. Russian Internet Journal of Electrical Engineering, 2014, vol. 1, no. 2,

pp. 3–9. (in Russ.)

Turnbull F.G. Selected harmonic reduction in static DC-AC inverters. IEEE Trans. Commun. Electron., 1964, vol. 83, no. 73, pp. 374–378. DOI: 10.1109/tcome.1964.6541241

Patel H.S., Hoft R.G. Generalized Techniques of Harmonic Elimination and Voltage Control in Thyristor Inverters: Part I – Harmonic Elimination. IEEE Transactions on Industry Applications, 1973, vol. IA-9, no. 3,

pp. 310–317. DOI: 10.1109/tia.1973.349908

Patel H.S., Hoft R.G. Generalized Techniques of Harmonic Elimination and Voltage Control in Thyristor Inverters: Part II – Voltage Control Techniques. IEEE Transactions on Industry Applications, 1974, vol. IA-10,

no. 5, pp. 66–673. DOI: 10.1109/tia.1974.349239

Fei W.M., Ruan X.B., Wu B. A generalized formulation of quarter-wave symmetry SHE-PWM problems for multilevel inverters. IEEE Trans. Power Electron., 2009, vol. 24, no. 7, pp. 1758–1766. DOI: 10.1109/tpel.2009.2018094

Yang K. et al. Unified Selective Harmonic Elimination for Multilevel Converters. IEEE Transactions on Power Electronics, 2017, vol. 32, no. 2, pp. 1579–1590. DOI: 10.1109/tpel.2016.2548080

Fei W., Zhang Y., Ruan X. Solving the SHEPWM nonlinear equations for three-level voltage inverters based on computed initial values. Proc. IEEE Appl. Power Electron. Conf. Expo., 2007, pp. 1084–1088. DOI: 10.1109/apex.2007.357650

Ozpineci B., Tolbert L.M., Chiasson J.N. Harmonic optimization of multilevel inverters using genetic

algorithms. IEEE Power Electronics Letters, 2005, vol. 3, no. 3, pp. 92–95. DOI: 10.1109/lpel.2005.856713

Jing T., Maklakov A.S., Gasiyarova O.A. Research on Selective Harmonic Elimination Technique based on Particle Swarm Optimization. 2019 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), Saint Petersburg and Moscow, Russia, 2019, pp. 694–700. DOI: 10.1109/eiconrus.2019.8656834

Zhang Y., Xu D., Yan C., Zou S. Hybrid PWM Scheme for the Grid Inverter. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2015, vol. 3, no. 4, pp. 1151–1159. DOI: 10.1109/jestpe.2015.2451159

Wang Y., Wen X., Guo X., Zhao F., Cong W. The smooth transition research of different PWM modulations for vector control of induction motor in medium voltage high power. International Conference on Electrical Machines and Systems, Beijing, 2011, pp. 1–5. DOI: 10.1109/icems.2011.6073517




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power200209

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.