Вплив величини вхідної індуктивності на якісні показники роботи активного керованого випрямляча

Abstract

Основна частина електроенергії використовується промисловими установками в перетвореному вигляді, тому застосування напівпровідникових перетворювачів стрімко зростає. Світова тенденція енергозбереження підвищує вимоги до якості роботи напівпровідникових перетворювачів, їхнього впливу на мережу живлення, навантаження і суміжних споживачів. Одним із найбільш популярних перетворювачів у сегменті приводів малої і середньої потужності є частотний перетворювач, виконаний на основі схеми трифазного автономного інвертора напруги. Істотним недоліком таких перетворювачів є використання діодного випрямляча на вході схеми, що має два такі недоліки - неможливість рекуперації електроенергії в мережу живлення у режимі динамічного гальмування асинхронного двигуна та суттєве спотворення форми струму мережі. Усунути ці недоліки можна, використовуючи замість діодного випрямляча активний випрямляч, що забезпечує синусоїдальну форму струму мережі в фазі з напругою мережі живлення і можливість двонаправленого обміну енергією з навантаженням. Ефективність роботи активного випрямляча-джерела напруги визначається обраним алгоритмом керування ключами схеми і коректним завданням величини індуктивності вхідного дроселя. Створено математичну модель трифазного активного випрямляча-джерела напруги, що працює з фіксованою частотою модуляції при векторному алгоритмі побудови системи керування і аналіз впливу величини вхідної індуктивності на якісні показники його роботи. З результатів моделювання стало очевидно, що запропонована структура системи керування забезпечує стійку роботу перетворювача і допустиму стандартами електромагнітну сумісність з мережею живлення при фіксованій частоті модуляції; запропонований алгоритм розрахунку величини вхідних індуктивностей дозволяє коректно вибрати їх допустиме значення, а отримані при моделюванні залежності дозволяють найбільш точно визначити значення вхідних індуктивностей по допустимому рівню спотворень струму мережі і напруги живлення.The main part of electricity is used byindustrial plants in a converted form and the use of semiconductor converters is growing rapidly. The requirements for the quality of semiconductor converters are increased. And their impact on the power supply, load and related consumers is increased too. One of the most popular converters in the segment of low and medium power drives is a frequency converter made on the basis of a three-phase stand-alone voltage inverter. A significant disadvantage of such converters is the use of a diode rectifier at the input of the circuit, which has disadvantages as the inability to recover electricity to the mains in the mode of dynamic braking of an induction motor and significantdistortions of the mains current. These disadvantages can be eliminated by using an active rectifier instead of a diode rectifier, which provides a sinusoidal shape of the mains current inphase with the mains voltage and the possibility of bidirectional energy exchange with the load. The efficiency of the active rectifier-voltage source is determined by the selected control algorithm of the circuit switches and the correct task of the inductance of the input choke. A mathematical model of a three-phase active rectifier-voltage source, working with a fixed modulation frequency with a vector algorithm for building a control system and analysis of the influence of the input inductance on the quality of its workwas created. From the simulation results it became obvious that the proposed structure of the control system provides stable operation of the converter and acceptable standards for electromagnetic compatibility with the mains at a fixed modulation frequency; the proposed algorithm for calculating the value of the input inductances allows you to correctly select their allowable value, and obtained in the simulation of the dependence allows you to mostaccurately determine the value of the input inductances on the allowable level of distortion of mains current and supply voltage.