Перемодуляция в трехфазных электронно-ключевых мостах системы преобразователь–электродвигатель
А.В. Саушев, И.В. Белоусов, В.Ф. Самосейко
Вестник ИГЭУ, 2024 г. выпуск 4, сс. 87—94
Скачать PDF
Состояние вопроса. Для обеспечения работоспособности схемы с трехфазной широтно-импульсной модуляцией необходимо выполнение условий работоспособности. Одним из важнейших условий является исключение явления перемодуляции. Для получения граничных значений переменных, определяющих качество модуляции, необходимо исследование явления перемодуляции в различных режимах работы трехфазного преобразователя.
Материалы и методы. Анализ явлений, связанных с перемодуляцией, осуществлен за счет введения новых модулирующих функций с ограничениями с использованием методов анализа электрических цепей.
Результаты. Исследованы процессы трехфазной широтно-импульсной модуляции в режиме перемодуляции. Получена оценка влияния перемодуляции на переменные, определяющие качество процесса модуляции. Найден граничный коэффициент амплитуды трехфазного моста, при котором возникает режим трехфазной перемодуляции.
Выводы. Результаты могут быть использованы при разработке алгоритмов управления преобразователями частоты в системах частотного управления электроприводов.
1. Madhavi R., Harinath C. Investigation of various space vector pwm techniques for inverter // International Journal of Engineering Research and Management (IJERM). – 2014. – Vol. 1, No. 7. – P. 162–165.
2. Климов В. Частотно-энергетические параметры шим-инверторов систем бесперебойного питания // Силовая электроника. – 2009. – № 22. – С. 66–71.
3. Hava A.M., Çetin N.O. A Generalized Scalar PWM Approach with Easy Implementation Features for Three-Phase, Three-Wire Voltage-Source Inverters // IEEE Transactions on Power Electronics. – 2010. – Vol. 26, No. 5. – P. 1385–1395. DOI: 10.1109/TPEL.2010.2081689
4. Трехфазная синусоидальная модифицированная широтно-импульсная модуляция первого рода в автономных инверторах / Б.Ф. Дмитриев, С.Я. Галушин, А.М. Лихоманов, А.Ю. Розов // Морской вестник. – 2017. – Т. 61, № 1. – С. 69–72.
5. Mao X., Ayyanar R., Krishnamurthy H.K. Optimal variable switching frequency scheme for reducing switching loss in single-phase inverters based on time-domain ripple analysis // IEEE Transactions on Power Electronics. – 2009. – Vol. 24, No. 4. – P. 991–1001. DOI: 10.1109/TPEL.2008.2009635.
6. Белоусов И.В., Самосейко В.Ф., Саушев А.В. Оптимальная широтно-импульсная модуляция в системе управления электроприводом // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. – 2022. – № 3(14). – C. 463–471. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-3-463-471.
7. Samoseiko V.F., Belousov I.V., Saushev A.V. Optimized single-phase pulse-width modulation // International Russian Automation Conference, RusAutoCon 2018, статья № 8501699. DOI: 10.1109/RUSAUTOCON.2018.8501699.
8. Samoseiko V.F., Belousov I.V., Saushev A.V. Optimal double-halfbridge pulse width modulation by current-dispersion criterioN // 2019 26th International Workshop on Electric Drives: Improvement in Efficiency of Electric Drives, IWED 2019. Proceedings. – 2019. – С. 8664344.
9. Гуськов В.О., Лавин А.В. Сравнительный анализ математических описаний и методов широтно-импульсной модуляции // Вестник Астраханского государственного технического университета. Сер.: Морская техника и технология. – 2023. – № 3. – С. 74–81. DOI: 10.24143/2073-1574-2023-3-74-81.
10. Hava A.M., Çetin N.O. A Generalized Scalar PWM Approach with Easy Implementation Features for Three-Phase, Three-Wire Voltage-Source Inverters // IEEE Transactions on Power Electronics. – 2010. – Vol. 26, No. 5. – P. 1385–1395. DOI: 10.1109/TPEL.2010.2081689.
11. Tan G., Deng Q., Liu Z. An optimized SVPWM strategy for five-level active NPC (5L-ANPC) converter // IEEE Transactions on power electronics. – 2013. – Vol. 29, No. 1. – P. 386–395. DOI: 10.1109/TPEL.2013.2248172.
12. Белоусов И.В., Самосейко В.Ф., Саушев А.В. Оценка фильтрующих свойств асинхронного электропривода с широтно-импульсной модуляцией // XV International Scientific Conference on Precision Agriculture and Agricultural Machinery Industry “State and Prospects for the Development of Agribusiness INTERAGROMASH 2022”. – Rostov-on-Don, 2022. – Vol. 363. – P. 1–8. DOI: 10.1051/e3sconf/202236301025
13. Баховцев И.А., Зиновьев Г.С. Обобщенный анализ выходной энергии многофазных многоуровневых инверторов напряжения с широтно-импульсной модуляцией // Электричество. – 2016. – № 4. – С. 26–33.
14. Чаплыгин Е.Е., Хухтиков С.В. Широтно-импульсная модуляция с пассивной фазой в трехфазных инверторах напряжения // Электричество. – 2011. – № 5. – С. 53–61.
15. Nayeemuddin M., Rao C. Space Vector Based High Performance Discontinuous Pulse Width Modulation Algorithms for VSI Fed AC Drive // Innovative Systems Design and Engineering (IJSR). – 2016. – Vol. 5, No. 7. – P. 203–208.
16. Samoseiko V.F., Belousov I.V., Saushev A.V. Optimal Pulse-Width Modulation with Three Bridges on Criterion of Power Losses at Load // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2019. Sochi, 25–29 марта 2019. – Sochi, 2019. – С. 8743011. DOI: 10.1109/ICIEAM.2019.8743011.
17. Васильев Б.Ю. Обеспечение режима перемодуляции и повышение эффективности преобразования энергии в силовых автономных инверторах электроприводов // Электричество. – 2015. – № 6. – С. 47–55.
18. Graditi G., Griva G., Oleschuk V. Overmodulation control of five-phase inverters with full DC-bus voltage utilization // SPEEDAM. – 2010. – P. 1150–1155.
19. Holtz J., Lotzkat W., Khambadkone A.M. On Continuous Control of PWM Inverters in the Overmodulation Range Including the Six-Step Mode // IEEE Transactions on Power Electronics. – 1993. – Vol. 8, No. 4. – P. 546–553.
20. Operation of PWM voltage source inverters in the overmodulation region / R.J. Kerkman, D. Leggate, B.J. Seibel, T.M. Rowan // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 1996. – Vol. 43, No. 1. – P. 132–141.