Моделювання роботи активного випрямляча з параметричною системою управління і фіксованою частотою модуляції

Abstract

Сучасна промисловість вимагає ефективних і недорогих рішень у сфері вентильного електроприводу, де використання асинхронних двигунів займає провідне місце. Спрощення структури систем управління перетворювачами частотного електроприводу без погіршення його експлуатаційних характеристик є одним із засобів зменшення вартості кінцевого виробу. Замість векторних алгоритмів, що потребують значної обчислювальної потужності, можна застосувати параметричні і для їхньої реалізації поставити дешевші елементи. Використання активного випрямляча з такою системою управління задовольняє сучасним вимогам енергозбереження. Проте особливості роботи його схеми та системи управління на конкретну структуру частотного електроприводу потребують додаткових досліджень. Розглянуто вдосконалений алгоритм корекції кута зсуву першої гармоніки струму мережі відносно напруги джерела живлення в параметричній системі управління з фіксованою частотою модуляції та промодельовано такий перетворювач у складі частотно-регульованого асинхронного електроприводу в руховому та генераторному режимах роботи асинхронного двигуна. Запропоновано оновлену структуру системи управляння активного випрямляча, яка не потребує тригонометричних обчислень й використовує виключно струми і напруги мережі та навантаження при формуванні сигналу завдання на вході широтно-імпульсного модулятора. Представлено основні принципи його роботи, отримані співвідношення для побудови та розроблена структурна схема.Modern industry requires effective and inexpensive solutions in the field of valve electric drives, where the use of asynchronous motors occupies a leading place. Simplifying the structure of control systems for frequency electric drive converters without deteriorating its operational characteristics is one of the means of reducing the cost of the final product. Instead of vector algorithms that require significant computing power, parametric ones can be used, and cheaper elements can be supplied for their implementation. The use of an active rectifier with such a control system meets modern energy saving requirements. But the features of its circuit and control system for a specific structure of a frequency electric drive require additional research. Therefore, an improved algorithm for correcting the angle of shift of the first harmonic of the network current relative to the voltage of the power source in a parametric control system with a fixed modulation frequency is considered and such a converter is modeled as part of a frequency-controlled asynchronous electric drive in the driving and generator modes of operation of an asynchronous motor. An updated structure of the active rectifier control system is proposed, which does not require trigonometric calculations and uses only the currents and voltages of the network and the load when forming the task signal at the input of the pulse-width modulator. The basic principles of operation and the obtained relations for its construction are considered, and a structural diagram is developed.