Анализ работы н-мостового каскадного инвертора
Автор: Таранов Михаил Алексеевич, Корчагин Павел Тимофеевич, Гуляев Павел Владимирович
Журнал: Вестник аграрной науки Дона @don-agrarian-science
Рубрика: Технологии, средства механизации и энергетическое оборудование
Статья в выпуске: 3 (43), 2018 года.
Бесплатный доступ
Преобразование электроэнергии с применением полупроводниковой техники в системах электроснабжения сталкивается с большими трудностями. Во-первых, это связано с искажением формы, возрастанием гармонических составляющих напряжения и тока. Во-вторых, современные полупроводниковые элементы не способны коммутировать напряжения высокого уровня (свыше 10 кВ). Поэтому работы, направленные на разработку и совершенствование схемных решений преобразователей напряжения и тока, остаются и будут актуальными еще на протяжении долгого времени. В настоящее время к подобным разработкам можно отнести концепции построения многоуровневых инверторов. Данные устройства, с одной стороны, позволяют применять полупроводниковые элементы низкого класса напряжения и с их помощью производить коммутации напряжения высокого уровня, а с другой стороны, дают возможность значительно снизить или вовсе исключить искажение формы выходного сигнала, не прибегая к использованию активных или пассивных фильтров. Анализ работы одного из таких типов инверторов - преобразователя напряжения, построенного на Н-мостовых ячейках, - представлен в данной статье. Рассмотрены схемные решения для обеспечения электроэнергией однофазных и трехфазных потребителей, комбинации работы ключей, позволяющие формировать на выходе устройства переменное напряжение, а также способ построения каскадного инвертора на Н-мостовых ячейках. С помощью программной среды Matlab построена модель пятиуровневого каскадного инвертора на Н-мостовых ячейках, произведено моделирование работы устройства, в ходе которого получены формы выходного напряжения и результаты их спектрального анализа. Полученные результаты моделирования позволяют говорить о привлекательности данной технологии, возможности её использования в высоковольтных электроприводах или в системах электроснабжения. Уже сегодняшние разработки в области преобразования электроэнергии с помощью многоуровневой концепции построения инверторов дают возможность снизить требования к фильтрам на выходе устройства. Дальнейшее развитие этих технологий позволяет и вовсе отказаться от фильтрующих элементов в данных инверторах
Инверторы, н-мостовая ячейка, каскадные инверторы, гармонические составляющие, инвертор напряжения, электроснабжение, силовой ключ, широтно-импульсная модуляция, линейное напряжение, коммутация, пятиуровневый инвертор
Короткий адрес: https://sciup.org/140234275
IDR: 140234275
Список литературы Анализ работы н-мостового каскадного инвертора
- Investigation and Comparison of Multi-Level Converters for Medium Voltage Applications. -Berlin: Technische Universität, 2007. -Р. 145.
- Таранов, М.А. Многоуровневые и каскадные инверторы/М.А. Таранов, П.Т. Корчагин//Вестник аграрной науки Дона. -2013. -№ 4(24). -С. 63-66.
- Holtz, J. On continuous control of PWM inverters in over-modulation range including six-step mode/J. Holtz, W. Lotzkat and A. Khambadkone//IEEE Trans. Power Electron. -1993. -№ 8 (4). -Р. 546-553.
- Van der Broeck. Analysis and realisation of a pulse with modulator based on voltage space vectors/Van der Broeck, H.C. Skudelny and G.V. Stanke//IEEE Trans. Ind. Appl. -1998. -№ 24 (1). -Р. 142-150.
- Шавелкин, А.А. Вариант схемы многоуровневого преобразователя среднего напряжения/А.А. Шавелкин//Электротехника. -2009. -№ 11. -С. 9-15.
- Волков, А.Г. Анализ электромагнитных процессов в трехфазном многозонном инверторе тока/А.Г. Волков, Г.С. Зиновьев//Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. -2014. -№ 1 (54). -С. 134-142.
- Wang, FEI. Sine-triangle versus space vector modulation for threelevel PWM voltage source inverters//Proc. IEEE-IAS Annual Meeting. -Rome, 2000. -Р. 2482-2488.
- Multilevel voltage-source-converter topologies for industrial medium-voltage drives/J. Rodriguez, S. Bernet, B. Wu, J.O. Pontt and S. Kouro//IEEE Trans. Ind. Electron. -Dec. 2007. -Vol. 54. -№ 6. -Р. 2930-2945.
- Черных, И.В. Моделирование электротехнических устройств в Matlab, SimPowerSystems и Simulink/И.В. Черных. -М.: ДМК «Пресс»; СПб.: Питер, 2008. -288 с.
- Дьяконов, В.П. MATLAB и Simulink в электроэнергетике: справочник/В.П. Дьяков, А.А. Пеньков -М: Горячая линия-Телеком, 2009. -816 с.
