2836.Труды IX Международной (XX Всероссийской) конференции по автоматизирова
..pdf
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3. Разложение пространственного вектора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на составляющие по осям g и h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Все полученные путем разложения векторы пере- |
|
|
Рис. 2. Диаграмма расположения пространственных |
|
ключений в системе координат (g, h) имеют только це- |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
векторов 11-уровневого КМПЧ |
|
|
|
|
|
лочисленные координаты. |
|
|||||||||||||||||
тора количество треугольников Nt на векторной диа- |
Далее происходит определение комбинации бли- |
||||||||||||||||||||||||||||
жайших трех векторов (рис. 3). |
|
||||||||||||||||||||||||||||
грамме рассчитывается по формуле [3] |
|
|
|
|
|
После определения комбинации из трех векторов |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Νt = 6(L − 1)2. |
|
|
|
|
|
|
(1) |
находятся соответствующие рабочие циклы для каждо- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
го из них по выражению [4] |
|
||||||||||||
где L – количество уровней выходного линейного на- |
Tz = T1 + T2 + T0, |
(5) |
|||||||||||||||||||||||||||
пряжения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Каждый новый уровень выходного напряжения |
где Тz – период ШИМ; Т1, Т2, Т0 – время включения век- |
||||||||||||||||||||||||||||
добавляет на векторной диаграмме еще один ряд тре- |
торов Ū1, Ū2 и Ū0 соответственно. |
|
|||||||||||||||||||||||||||
угольников, расположенных по окружности с наруж- |
Первым шагом при выборе оптимального состояния |
||||||||||||||||||||||||||||
ной стороны от базисного. За базисный уровень при- |
ключевых элементов является нахождение всех возмож- |
||||||||||||||||||||||||||||
нимается векторная диаграмма двухуровневого пре- |
ных состояний, соответствующих вектору Ū = [g, h]T. |
||||||||||||||||||||||||||||
образователя. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Соответственно, каждому пространственному вектору |
|||||
В нашем случае для приведенной на рис. 2 вектор- |
напряжения соответствуют несколько возможных ком- |
||||||||||||||||||||||||||||
ной диаграммы Nt = 600. Вершины каждого треуголь- |
бинаций коммутационных состояний ключевых эле- |
||||||||||||||||||||||||||||
ника являются концами соответствующих пространст- |
ментов КМПЧ. Выбор необходимого состояния произ- |
||||||||||||||||||||||||||||
венных векторов напряжения. Таким образом, на век- |
водится исходя из дополнительных данных, минимизи- |
||||||||||||||||||||||||||||
торной диаграмме отображаются все возможные |
руя потребление электроэнергии из питающей |
сети |
|||||||||||||||||||||||||||
пространственные векторы напряжений, соответст- |
и контролируя гармонический состав токов и напряже- |
||||||||||||||||||||||||||||
вующие любой комбинации ключей инвертора. |
|
|
ний на входе и выходе КМПЧ. Необходимая информа- |
||||||||||||||||||||||||||
Идея алгоритма заключается в использовании ряда |
ция о текущем энергопотреблении и качестве напряже- |
||||||||||||||||||||||||||||
неортогональных векторов в качестве базиса для опре- |
ния анализируется в системе управления КМПЧ с ис- |
||||||||||||||||||||||||||||
деления векторов переключений и опорного вектора. |
пользованием сигналов с соответствующих датчиков |
||||||||||||||||||||||||||||
Этот базис выглядит следующим образом: |
|
|
|
|
и программной модели системы. |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Udc |
|
|
0 |
|
|
Для заданного пространственного вектора напряже- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния с координатами (g, h) количество возможных ком- |
||||||||||
{ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) } = |
|
|
, |
|
|
|
. |
(2) |
мутационных состояний определяется выражением |
|
||||
|
(v |
|
|
) , |
h(v |
|
|
|
|
|
|
0 |
Udc |
|
|||||||||||||||
g |
, v |
, v |
|
, v |
, v |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
ab |
bc |
ca |
|
|
|
ab |
bc |
|
ca |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−Udc |
−Udc |
|
|
Nsw = N – (g + h). |
(6) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
На первом этапе происходит разложение простран- |
В табл. 1 представлены зависимости между комму- |
||||||||||||||||||||||||||||
ственного вектора напряжения Ūref на составляющие в |
тационными состояниями пространственных векторов |
||||||||||||||||||||||||||||
системе координат g, h. Это достигается путем линей- |
во всех секторах векторной диаграммы. |
|
|||||||||||||||||||||||||||
ного преобразования по выбранному базису: |
|
|
|
Алгоритм выбора соответствующего коммутацион- |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ного состояния, удовлетворяющего заданным критери- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ям, состоит из трех ступеней: А, В и С. |
|
|||||||||
|
|
|
|
U |
ref ( g,h) = T Uref (v |
, v |
, v |
) , |
|
|
|
|
(3) |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ab |
bc |
ca |
|
|
|
|
|
А. Определение малого среднего и большого комму- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
−1 |
−1 |
|
|
|
|
|
тационного состояния. |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
T = |
|
|
|
|
|
|
|
(4) |
Любой пространственный вектор напряжения (g, h), |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
показанный на рис. 3, может быть классифицирован по |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3Udc |
−1 |
2 |
−1 |
|
|
|
|
|
____________________________________________________________________________________________________________________________
IX Международная (XX Всероссийская) конференция по автоматизированному электроприводу АЭП-2016
- 294 -
ключей, а также в существенных искажениях напряжений итоков.
2. Необходимость введения в схему ПРУ вольтодобавочного трансформатора технико-экономически оправдывается сравнительно малой, по причине кратковременности нагружения, установленной мощностью данного элемента, а также возможностью уменьшения массо-габаритных показателей трансформатора вследствие питания напряжением повышенной частоты.
|
|
|
Библиографический список |
|
|
|
1. |
Стабилизаторы переменного напряжения с высокочастотным |
|
|
|
|
широтно-импульсным регулированием / А.В. Кобзев [и др.]. М.: |
|
а |
б |
|
Энергоатомиздат, 1986. 120 с. |
|
Рис. 4. Результаты компьютерного моделирования фазных |
2. |
Нормы качества электрической энергии в системах электро- |
||
|
снабжения общего назначения. Национальный стандарт Рос- |
|||
напряжений Uа(t), Ub(t), Uc(t) и токов Ia(t), Ib(t), Ic(t) статорных |
|
сийской Федерации. ГОСТ Р 54149–2010. 15 с. |
||
обмоток, а также скорости вала n(t) асинхронного двигателя |
3. |
Бутырин П.А., Васьковская Т.А., Алпатов М.Е. Исследование |
||
в режимах прямого (а) и плавного (б) пуска |
|
упрощенных диагностических моделей трансформаторов // |
||
|
|
|
Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехничес- |
|
|
ЗАКЛЮЧЕНИЕ |
|
кая промышленность. 2007. № 1. С. 10–12. |
|
|
4. |
Сидоров С.Н. Алгоритмы управления двухоперационными венти- |
||
1. Предлагаемый |
вариант пускорегулирующего уст- |
|||
|
лями в преобразователях с непосредственной связью // Элек- |
|||
ройства на основе малоэлементного импульсного регуля- |
|
тротехника. 2001. № 5. С. 6–12. |
||
тора в цепях вольтодобавочного трансформатора устраня- |
5. |
Старостина Я.К., Сидоров С.Н. Малоэлементное пускорегулирую- |
||
ет недостатки альтернативных решений, часто выражаю- |
|
щее устройство для асинхронного электропривода в режиме мини- |
||
|
мального энергопотребления // Тр. 7-й Междунар. (19-й Всерос.) |
|||
щихся в неоправданно большом для кратковременно |
|
конф. по автоматизир. электроприводу АЭП–2014. Саранск: Изд-во |
||
работающего «пускача» количестве полупроводниковых |
|
Мордов. ун-та, 2014. С. 93–96. |
____________________________________________________________________________________________________________________________
IX Международная (XX Всероссийская) конференция по автоматизированному электроприводу АЭП-2016
- 300 -